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二氧化碳物理性质

2017-09-26 10页 doc 30KB 80阅读

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二氧化碳物理性质二氧化碳物理性质 二氧化碳(CO2)相关物理性质 [概要]: 二氧化碳(CO)相关物理性质 2 英文名称CARBON DIOXIDE 又名 碳酸气 二氧化碳在常温常压下为无色而略带刺鼻气味和微酸味的气体。 17世纪初,比利时化学家J.B.Van. Helmont(1577,1644)在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时,发现CO是一种与其他气体不同的气体。1757年,J.Black第一个应用定量的方法研究这种气体,2 由于它是固定在石灰石中的,所以定名他为“固定空气”。此后,H.Cavendish和J.Priestl...
二氧化碳物理性质
二氧化碳物理性质 二氧化碳(CO2)相关物理性质 [概要]: 二氧化碳(CO)相关物理性质 2 英文名称CARBON DIOXIDE 又名 碳酸气 二氧化碳在常温常压下为无色而略带刺鼻气味和微酸味的气体。 17世纪初,比利时化学家J.B.Van. Helmont(1577,1644)在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时,发现CO是一种与其他气体不同的气体。1757年,J.Black第一个应用定量的方法研究这种气体,2 由于它是固定在石灰石中的,所以定名他为“固定空气”。此后,H.Cavendish和J.Priestley分别研究了“固定空气”的性质。1773年,A.L.Lavoisier把碳放在氧气中加热,得到被它称为“碳酸”的CO2气体,测出质量组成为23.5~28.9%,杨71.1~76。5%。1823年,M.Faraday发现。加压可以使CO气体液化。1835年,M.Thilorier制得固态CO(干冰)。1884年,在德国建成第一家生产液态22 CO的工厂。 2 在自然界,CO时最丰富的化学物质之一,为大气的一部分,也包含在某些天然气或油田伴生气中何2 以碳酸盐形成的矿石中。大气里含CO位0.03~0.04%(体积),总量约2.75×1012t,主要由含碳2 物质燃烧和动物的新陈代谢产生。在国民经济各部门,CO有着十分广泛的用途。工业CO主要是从22合成氨、氢气生产过程中的原料气、发酵气、石灰窑气、酸中和气、乙烯氧化副反应气和烟道气等气体中提取和回收,其纯度不低于99.5%(体积)。 [1-3]一、分子特性 见1 表1 1 性 质 数 值 性 质 数 值 分子式 电离能,kJ/mol CO 1330.5 2 结构式 分子直径,nm 0.35,0.51 O=C=O 相对分子质量 摩尔体积(0?,44.010 22.26 0.10Mpa),L -7离解常数 3.5×10(18?) 生成自由能,kJ/mol -114.4×10(25?) -394.6 通用气体常数(R), 键长,pm 116 0.008314 3MPa?m/(kmol?K) 键能,kJ/mol 531.4 二、物理性质、热力学性质 [1-3](一)特性参数 见表2 表2 性 质 数 值 性 质 数 值 熔点,? -56.6(527Kpa) 临界点: 沸点,? -78.5(升华) 温度,? 31.06 相对密度(空气=1) 1.524(0?,1atm) 临界压力,MPa 7.382 3 1.522(21.1?,1atm) 临界密度,kg/m 467 3比容,m/kg 0.5059(0?,1atm) 气体密度,kg/m3 1.977(0?,1atm) 0.5457(21.1?,1atm) 1.833(21.1?,1atm) 3绝热系数(K) 1 m气体生成液体体1.56(288K, 0.101MPa) 1.295 2 积,L [7]表3 临界状态及状态下的部分参数 临界状态(31.06?,7.382Mpa) 标准状态(0?,1atm) 性 质 数 值 性 质 数 值 压缩系数 流体粘度,mPa?s 0.315 0.0138 偏差系数 定压比热,KJ/(Kg?K) 0.274 0.85 偏心因子 定容比热,KJ/(Kg?K) 0.225 0.661 流体粘度,mPa?s 0.0404 [7]表4 二氧化碳的亨利系数值 -6-6温度,? 数值,10mmHg 温度,? 数值,10mm g 40 1.77 50 2.15 50 1.95 60 2.59 注:1mmHg=133.3Pa. 3 [4]表5 二氧化碳的压缩系数 压力 温 度 ? 0 20 40 60 80 100 MP a 0.1013 1.0000 - - - - - 5.0662 0.1050 0.6336 0.7414 0.8068 0.8477 0.8832 7.5994 0.1530 0.1677 0.5408 0.6895 0.7642 0.8184 10.1325 0.2020 0.2130 0.2695 0.5420 0.6749 0.7540 12.666 0.2490 0.2590 0.2922 0.4182 0.5871 0.6932 15.199 0.2950 0.3038 0.3288 0.3976 0.5260 0.6427 17.7319 0.3405 0.3471 0.3677 0.4145 0.5039 0.6090 20.2650 0.3850 0.3904 0.4078 0.4448 0.5105 0.5962 22.7981 0.4305 0.4337 0.4475 0.4776 0.5271 0.5984 25.3312 0.4740 0.4752 0.4867 0.5124 0.5519 0.6116 27.8644 0.5170 0.5167 0.5268 0.5473 0.5813 0.6295 30.3975 0.5595 0.5577 0.5657 0.5821 0.6110 0.6515 35.4638 0.6445 0.6383 0.6424 0.6543 0.6749 0.7038 40.5300 0.7280 0.7184 0.7179 0.7248 0.7394 0.7602 45.5962 0.8090 0.7967 0.7916 0.7945 0.8044 0.8191 50.6625 0.8905 0.8740 0.8635 0.8642 0.8694 0.8788 4 [1-3]表6 液体二氧化碳密度-温度对照表 33温度 ? 密度kg,m 温度 ? 密度kg,m 31.0 463.9 -12.5 993.8 30.0 596.4 -15.0 1008.1 27.5 661.0 -17.5 1018.5 25.0 705.8 -20.0 1029.9 22.5 741.2 -22.5 1041.7 20.0 770.7 -25.0 1052.6 17.5 795.5 -27.5 1063.6 15.0 817.0 -30.0 1074.2 12.5 838.5 -32.5 1084.5 10.0 858.0 -35.0 1094.9 7.5 876.0 -37.5 1105.0 5.0 893.1 -40.0 1115.0 2.5 910.0 -42.5 1125.0 0.0 924.0 -45.0 1134.5 -2.5 940.0 -47.5 1144.4 -5.0 953.0 -50.0 1153.5 -7.5 968.0 -55.0 1172.1 -10.0 980.8 5 [4]表7 固体二氧化碳温度,密度对照表 33温度 ? 密度kg,m 温度 ? 密度kg,m -56.6 1512 -75 1557 -60 1522 -80 1566 -65 1535 -85 1575 -70 1546 -90 1782 6 [4]表8 二氧化碳的粘度(0.101325MPa,u×10) 温度 ? 粘度 Pa?s 温度 ? 粘度 Pa?s -100 8.86 50 16.07 -75 10.07 75 17.16 -50 11.26 100 18.27 -25 12.47 150 20.45 0 13.67 200 22.54 20 14.63 250 24.56 25 14.86 300 26.46 6[4]表9 液体二氧化碳的粘度(η×10) 温度 ? 粘度 Pa?s 温度 ? 粘度 Pa?s 0 99 20 71.2 5 92.5 25 62.5 6 10 85.2 29 53.9 15 78.4 30 53.0 表10 二氧化碳在不同压力及温度下的粘度 6-31.73(u×10,u=u+5.25×10ρ,密度?0.63×10kg/m3) t 压力 温 度 ? 0 10 20 30 40 50 60 80 100 125 150 200 MP a 0.101 14.0 14.4 14.8 15.2 15.7 16.1 16.5 17.4 18.3 19.4 20.4 22.4 2.026 14.3 14.7 15.1 15.5 15.9 16.3 16.7 17.6 18.5 19.2 20.0 22.5 4.053 15.7 15.9 16.2 16.6 16.9 17.3 18.0 18.8 19.6 20.3 22.7 6.080 18.5 18.3 18.2 18.4 18.9 19.6 20.2 20.8 23.1 8.106 24.2 21.2 20.5 20.3 20.6 21.0 21.5 23.6 10.132 45.1 29.7 24.5 22.3 22.0 22.0 22.3 24.2 12.159 42.1 28.6 24.7 24.1 23.4 23.4 24.9 14.186 36.6 29.9 26.8 25.0 24.6 25.7 16.212 44.4 34.9 29.8 27.1 27.6 26.7 18.238 38.6 33.2 29.2 27.7 27.6 20.265 44.0 36.8 31.8 29.5 28.8 25.331 44.6 38.1 34.4 31.9 30.398 52.9 43.8 39.3 35.2 7 [1-3](二)相变 见表?.2.10-9 表11 性 质 数 值 性 质 数 值 三相点: 升华状态: 0. 101Mpa 温度,? 温度,? -56.57 -78.5 压力,Mpa 升华热,kJ/Kg 0.518 573.6 3汽化热,kJ/kg 固态密度,kg/m 347 1562 3气态密度,kg/m熔化热,kJ/kg 195.82 2.814 [4]表12 二氧化碳在不同温度下的汽化热 温度 ? 汽化热 kJ/kg 温度 ? 汽化热 kJ/kg -56.57 347.77 -10 261.54 -55 345.18 -5 248.95 -50 337.06 0 234.85 -45 328.82 5 219.03 -40 320.41 10 201.21 -35 311.75 15 180.20 -30 302.80 20 155.23 -25 293.63 25 119.37 8 -20 283.63 30 62.97 -15 270.04 31 0.00 表13 液体二氧化碳饱和蒸汽压 饱和蒸汽压 饱和蒸汽压 饱和蒸汽压 饱和蒸汽压 温度 ? 温度 ? 温度 ? 温度 ? KPa KPa KPa KPa -59 465.96 -36 1162.0 -13 2430.2 10 4501.4 -58 487.15 -35 1203.8 -12 2501.7 11 4613.9 -57 509.05 -34 1246.6 -11 2574.7 12 4728.5 -56 531.67 -33 1290.4 -10 2649.4 13 4845.3 -55 555.05 -32 1335.5 -9 2725.5 14 4964.4 -54 579.19 -31 1381.6 -8 2803.2 15 5085.7 -53 604.10 -30 1428.9 -7 2882.7 16 5209.3 -52 629.80 -29 1477.5 -6 2963.6 17 5335.1 -51 656.30 -28 1527.2 -5 3046.3 18 5463.5 -50 695.65 -27 1578.3 -4 3130.7 19 5549.2 -49 711.8 -26 1630.4 -3 3216.7 20 5727.4 -48 740.9 -25 1683.9 -2 3304.5 21 5863.1 -47 770.7 -24 1738.5 -1 3394.0 22 6001.4 -46 801.5 -23 1794.6 0 3485.3 23 6142.4 9 -45 833.3 -22 1852.0 1 3578.4 24 6286.1 -44 865.8 -21 1910.6 2 3673.3 25 6432.8 -43 899.4 -20 1970.6 3 3769.9 26 6582.1 -42 933.9 -19 2032.0 4 3868.6 27 6734.6 -41 969.4 -18 2094.8 5 3969.1 28 6890.1 -40 1005.9 -17 2159.0 6 4071.5 29 7048.9 -39 1043.4 -16 2224.6 7 4176.0 30 7210.9 -38 1081.9 -15 2291.7 8 4282.4 31 7376.3 -37 1121.5 -14 2360.2 9 4390.8 [1-3] 见表14 (三)工程量值 表14 性 质 数 值 性 质 数 值 气体粘度,mPa?s 0.0138(0?,0.101MPa) 热导率 52.75(0?, 表面张力,mN/m 9.13(-25?) 0.101Mpa)/[W/(m?K)] 比热容,kJ/(kg?K) (0?,0.101MPa) 折射率 1.0004506(0?, Cp 0.845 0.101MPa,λ=546.1) Cv 0.651 表15 二氧化碳在0.101325MPa下的导热系数 温度 ? 导热系数 mW/(m?K) 温度 ? 导热系数 mW/(m?K) 10 -78.5 10.7 0 13.9-14.4 -50.5 11.8 表16 二氧化碳在不同温度极压力下的导热系数[mW/(m?K)] 压 力 MP a温度 ? 0.1013 3.040 5.066 7.093 10.132 15.199 20.265 -75 8.7 - - - - - - -50 10.7 - - - - - - 0 14.5 18.3 - - 110.1 112.8 115.1 10 15.4 18.8 - - 104.0 107.7 110.8 20. 16.0 19.3 24.1 - 97.0 102.2 106.4 30 16.9 19.9 24.0 31.5 87.0 95.8 101.2 40 17.7 20.4 23.8 30.0 68.6 88.5 95.9 50 18.5 20.9 24.0 29.0 44.7 79.8 89.9 100 22.3 24.3 26.3 29.0 33.8 45.7 59.9 150 26.3 27.9 29.4 31.4 34.5 44.0 49.4 200 30.1 31.5 32.8 34.4 36.9 41.9 47.3 250 34.0 35.1 36.3 37.7 39.5 43.7 48.1 300 37.9 39.0 39.8 40.9 42.7 46.3 49.8 11 [1-3](四)热力学参数 见表17 表17 性 质 数 值 性 质 数 值 气体粘度,mPa?s 0.0138(0?,0.101MPa) 热导率 52.75(0?, 表面张力,mN/m 9.13(-25?) 0.101Mpa)/[W/(m?K)] 比热容,kJ/(kg?K) (0?,0.101MPa) 折射率 1.0004506(0?, Cp 0.845 0.101MPa,λ=546.1) Cv 0.651 表18 气体二氧化碳的热容(KJ/Kmol??) 压力 温 度 0 25 50 100 200 300 Pa 51.013×10 36.781 37.600 38.628 40.276 43.720 46.515 55.066×10 39.546 39.546 39.904 41.014 44.030 46.695 61.013×10 43.301 42.122 41.753 41.992 44.389 46.904 6, 2.533×10 52.046 48.182 45.274 45.467 47.564 6, 5.066×10 103.633 61.062 51.497 47.364 48.652 7, , 1.013×10 94.248 71.545 52.026 51.118 72.027×10 89.286 106.039 120.606 93.430 61.441 55.381 73.040×10 84.504 95.635 99.690 84.235 67.092 58.855 12 74.053×10 79.902 90.125 91.223 78.533 67.841 61.441 75.066×10 76.048 85.892 86.261 74.121 67.002 62.739 76.080×10 74.021 83.865 83.136 70.447 66.123 63.118 78.108×10 72.184 81.658 77.981 65.295 64.956 62.892 81.013×10 71.445 80.731 74.860 63.818 64,206 62.739 (五)溶解度 表19 CO2在水中的溶解度对照表 a×102 q×102 a×102 q×102 温度 ? 温度 ? mL/mL g/100g mL/mL g/100g 0 171.3 33.46 18 92.8 17.89 1 164.6 32.13 19 90.2 17.37 2 158.4 30.91 20 87.8 16.88 3 152.7 29.78 21 85.4 16.40 4 147.3 28.71 22 82.9 15.90 5 142.4 27.74 23 80.4 15.40 6 137.7 26.81 24 78.1 14.93 7 133.1 25.89 25 75.9 14.49 8 128.2 24.92 26 73.8 14.06 13 9 123.7 24.03 27 71.8 13.66 10 119.4 23.18 28 69.9 13.27 11 115.4 22.39 29 68.2 12.92 12 111.7 21.65 30 66.5 12.57 13 108.3 20.98 35 59.2 11.05 14 105.0 20.32 40 53.0 9.73 15 101.9 19.70 45 47.9 8.60 16 98.5 19.03 50 43.6 7.61 17 95.6 18.45 60 35.9 5.76 a:为实验测量溶解于1mL水中的气体标准状态(0?,0.101MPa)体积(mL) 说明 q:为当气体压强于水蒸气压强之和为0.101MPa时,溶解于100g水中的气体质量(g) 表20 CO2在某些溶剂中的溶解度,ml/g(STP) 溶剂 温度,? -80 -60 -40 -20 0 10 20 30 40 甲醇 220 66 24.5 11.4 6.3 5.0 4.1 3.6 3.2 乙醇 100 40.4 28 5.3 4.3 3.6 3.2 苯 2.9 2.71 2.59 甲苯 21 8.7 4.4 3.0 3.5 3.4 3.0 2.8 二甲苯 7.8 4.9 2.6 1.9 2.31 乙醚 300 90 36 17.5 9.6 7.8 6.3 14 醋酸甲酯 350 101 41 20.5 11.5 9.2 7.4 6.0 丙酮 460 127 50 24 13 10.5 8.2 6.6 5.4 15
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