жидкость в результате подвода теплоты несколько увеличивает свой объем, при этом давление ее резко падает до давления насыщения (a′b′) и начинается превращение насыщенной жидкости в сухой насыщенный пар (процесс кипения b′c′), для которого характерна определенная зависимость между постоянной температурой и постоянным давлением насыщения. При дальнейшем подводе теплоты сухой насыщенный пар превращается в перегретый; в области перегретого пара увеличение объема при постоянной температуре сопровождается понижением давления (c′d′). С повышением температуры точки начала (c′, с″, с′″ и т. д.) и конца (b′, b″, b′″ и т. д.) конденсации сближаются, т. е. горизонтальные участки становятся все более и более короткими и при температуре, называемой критической, линия конденсации исчезает совсем. Это значит, что при критической температуре переход из газообразного состояния в жидкое происходит без изменения объема, поэтому оба агрегатных состояния при этих условиях являются идентичными. Изотерма сжатия для критической температуры (nKl) не имеет горизонтального участка, а имеет перегиб в точке K так, что касательная в точке перегиба будет горизонтальной. Область диаграммы, ограниченная пограничными кривыми пара (K, c″′, c″, c′) и жидкости (K, b″′, b″, b′), является областью двухфазных состояний, или областью влажного пара. Область диаграммы вправо от пограничной кривой пара при v > vкр считается областью перегретого пара и газа. Критическая точка K лежит на границе трех состояний: перегретого пара, влажного пара и жидкости. Таким образом, можно сделать заключение, что сжижение газа (или перегретого пара) путем одного сжатия возможно только при температурах ниже критической, так как только при этих условиях изотермы проходят в области конденсации пара. При температурах выше критической газ (или перегретый пар) никаким повышением давления не может быть скачкообразно переведен в жидкое состояние. 56 3. Лабораторная установка В связи с невозможностью использования ртути в учебной лабораторной работе запланировано выполнение этой работы в виртуальном варианте на ЭВМ. При этом схема стенда и ход лабораторной работы остаются без изменений. Установка (рис. 9) состоит из стеклянного мерного сосуда 4, помещаемого в металлический резервуар 8, пресса 7, манометра 6, термопары 5. Мерный сосуд 4 – это толстостенный стеклянный цилиндр переменного сечения, оканчивающийся в верхней части капиллярной трубкой с запаянным концом; нижний конец цилиндра открыт. Резервуар 8 представляет собой прочный металлический баллон, в верхней части которого с помощью фланцевого соединения прикрепляются крышка и прозрачный стеклянный колпак 2. Мерный сосуд, предварительно заполненный точно измеренным количеством газообразного хладагента R13, помещается в вертикальном положении (открытым концом вниз) в резервуар, предварительно залитый ртутью, таким образом, чтобы открытый конец сосуда всегда находился ниже уровня ртути. Капиллярная трубка сосуда выводится наружу через уплотненное отверстие в крышке. Сборка прибора завершается установкой прозрачного колпака 2, герметично закрепляемого на резервуаре фланцевым соединением. После этого через пресс происходит заполнение машинным маслом верхней части резервуара и соединительных труб. Сам пресс также заполняется маслом (эти операции выполняются лаборантом до начала занятий). Сжатие хладагента R13 осуществляется прессом. При увеличении давления на масло последнее вытесняет часть ртути в мерный сосуд. Ртуть, действуя как поршень, сжимает хладагент R13. Изменение высоты столба хладагента R13 в капиллярной трубе сосуда регистрируется с помощью шкалы 3, освещаемой специальной подсветкой. Через колпак 2, играющий роль термостата, циркулирует вода с постоянной температурой из термостата 1. Температура воды измеряется с помощью термопары 5, подключенной к цифровому милливольтметру. Таблица градуировки термопары имеется в лаборатории. 57