Исследование теплофизических свойств жидкой фазы изомеров гексана акустическим методом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Радченко Антон Константинович

• Радченко Антон Константинович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Радченко Антон Константинович

Общая характеристика работы

ГЛАВА I КРАТКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

ФИЗИКИ ЖИДКОСТИ

Введение

1.1 Статистические и модельные теории жидкости

1.2 Эмпирические и полуэмпирические соотношения для жидкости

1.3 Компьютерное SAFT моделирование жидкости

Краткие выводы

ГЛАВА II ЖИДКОСТЬ В ДИСКРЕТНО-КОНТИНУАЛЬНОЙ

МОДЕЛИ

2.1 Уравнение состояния в дискретно-континуальной модели

2.2 Энергия дисперсионных сил притяжения. Интегральная константа дисперсионных сил

2.3 Критическая область

Краткие выводы

ГЛАВА III ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ И СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА В ИЗОМЕРАХ ГЕКСАНА НА КРИВОЙ РАВНОВЕСИЯ ЖИДКОСТЬ-ПАР,

ВКЛЮЧАЮЩЕЙ КРИТИЧЕСКУЮ ОБЛАСТЬ

3.1 Общие замечания

3.2 Выбор и характеристика объектов исследования

3.3 Методика измерения скорости ультразвука

3.4 Автоклав. Система заполнения

3.5 Система термостатирования

3.6 Методика измерения плотности

3.7 Скорость звука в изомерах гексана

3.8 Скорость звука вблизи критической точки

3.9 Результаты измерения плотности

3.10 Сравнительный анализ теплофизических свойств изомеров гексана

Краткие выводы

ГЛАВА IV ХАРАКТЕР КЛАСТЕРНОЙ СТРУКТУРЫ И

101

АРХИТЕКТУРА МОЛЕКУЛ ЖИДКОСТИ

Общие замечания

4.1 Определение числа частиц в кластере

4.2 Изохорная теплоемкость и кластерная структура простой жидкости

4.3 Природа различий теплофизических свойств изомеров гексана

4.4 Межмолекулярное взаимодействие в паровой фазе изомеров

118

гексана

123

Краткие выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование теплофизических свойств жидкой фазы изомеров гексана акустическим методом»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Разветвленные алканы служат важным тестовым объектом для разработки и исследования моделей взаимосвязи молекулярной структуры, термодинамических и акустических свойств жидкой конденсированной среды, начиная с основополагающих работ в области молекулярной акустики [1, 2], что связано с тем, что изменение положения одной или нескольких метильных групп в углеродной цепи при одинаковом атомном составе молекул приводит к изменению макроскопических параметров состояния, отражая тем самым микроскопические особенности межмолекулярных взаимодействий и атомно-молекулярной упаковки в среде.

В последние годы данное направление приобрело новый импульс развития в связи с разработкой более детальных моделей атом-атомного взаимодействия в органических жидкостях, а также эффективных теоретических и вычислительных моделей (в частности, в рамках подходов статистической теории ассоциированных жидкостей - SAFT, методов молекулярной динамики и Монте-Карло), верификация которых производится на основе известных в научной литературе (хотя и достаточно неполных) данных о термодинамических свойствах разветвленных углеводородов [3-6].

Одновременно с этим, актуальность исследования термодинамических свойств данного класса веществ тесно связана с их техническими применениями, в частности, в ходе разработки более эффективных и экологичных образцов топлива для двигателей внутреннего сгорания, так как введение в топливную смесь легких изоалканов повышает ее октановое число [7]; при этом изомеры гексана служат типичным объектом подобных исследований [8].

Следует отметить, что на настоящий момент данные прямых экспериментальных измерений физических свойств жидких разветвленных алканов представляют собой достаточно неупорядоченный набор выборок для отдельных интервалов температур, в основном сосредоточенных в пределах нескольких десятков градусов вблизи комнатной. В особенности это касается

скорости звука в изомерах гексана, для которых в имеющихся источниках отсутствуют экспериментальные данные для существенной части кривой равновесия «жидкость-пар».

Таким образом, получение и анализ систематического массива акустических и, на их основе, теплофизических данных об изомерах гексана в жидком состоянии в широком непрерывном интервале температур - от области, близкой к точке плавления до субкритического региона является актуальной научной задачей современной физики конденсированного состояния.

Цель диссертационной работы исследование калорических и упругих свойств жидкой фазы изомеров гексана на основе результатов экспериментальных исследований плотности и скорости звука на линии насыщения и при других условиях в зависимости от температуры и давления и изучение возможности использования представлений дискретно-континуальной модели жидкости для описания и количественной оценки этих свойств.

Объекты исследования: 2-метилпентан, 3-метилпентан, 2,2-диметилбутан, 2,3-диметилбутан являющиеся изомерами гексана и н-гексан. Указанные вещества, характеризуются одинаковым химическим составом, одинаковым характером межмолекулярных сил, но разной структурой молекул. Несмотря на широкое использование указанных веществ, экспериментальные данные о теплофизических свойствах многих из них практически отсутствуют.

Коммерческие образцы исследованных углеводородов были предоставлены фирмами:

Acros Organics: 2-метилпентан, исходная чистота составляла более 99 %.

Sigma Aldrich: 3-метилпентан, 2,2-диметилбутан, 2,3-диметилбутан исходная чистота составляла более 99 %.

Merck: 2-метилпентан, исходная чистота более 98 %.

Криохром: н-гексан, исходная чистота составляла более 98%.

Предмет исследования - теплофизические свойства жидкой фазы изомеров гексана на основе результатов экспериментальных исследований плотности и скорости звука в широком непрерывном интервале температур - от области,

близкой к точкам плавления до критической области и возможность описания этих свойств на основе представлений дискретно-континуальной модели.

Основные задачи:

1 - проведение прецизионных измерений скорости звука в жидкой фазе изомеров гексана на модернизированной соискателем импульсно-фазовой ультразвуковой установке в широкой области параметров состояния, в том числе, в критической области;

2 - проведение измерений плотности указанных веществ при атмосферном давлении в интервале температур от 243,15 К до нормальных температур кипения изомеров, пикнометрическим методом;

3 - использование полученных результатов измерений скорости звука и плотности для расчета теплофизических свойств изомеров в исследованном интервале параметров состояния;

4 - оценка возможности использования представлений дискретно -континуальной модели жидкости для описания и количественной оценки величины энергии межмолекулярных сил жидкой фазы изомеров гексана.

Научная новизна.

Получены новые экспериментальные данные по скорости звука на линии насыщения в жидкой фазе 2-метилпентана, 3-метилпентана, 2,2-диметилбутана, 2,3-диметилбутана в широком интервале температур (от 243,15 К до их критических температур). С погрешностью, не превышающей 1 м/с во всем исследованном интервале температур. Для столь широкого интервала температур в указанных границах измерения проведены впервые. Получены значения плотности жидкой фазы указанных изомеров гексана в интервале температур от 243,15 К до температур, соответствующих их нормальным температурам кипения, пикнометрическим методом с погрешностью, не превышающей 0,0 5%.

Практическая значимость заключается в получении массива экспериментальных данных по скорости звука на линии насыщения и плотности исследованных веществ (2-метилпентан, 3-метилпентан, 2,2-диметилбутан, 2,3-диметилбутан и н-гексан), имеющих важные технические приложения,

необходимые для составления таблиц достоверных значений их теплофизических свойств.

Апробация результатов.

Результаты работы представлялись и обсуждались на: II Международной научно-практической конференции «Физика и технология наноматериалов и структур» (Курск, 2015), XIII Международной конференции «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов» (Курск, 2016), III Международной научно-практической конференции «Перспективы развития современных математических и естественных наук» (Воронеж, 2016), III Международной научно-практической конференции «Физика и технология наноматериалов и структур» (Курск, 2017), Международной конференции «Современные проблемы теплофизики и энергетики» (Москва, 2017), XV Российской конференции с международным участием по теплофизическим свойствам веществ (Москва, 2018), III Международной конференции «Современные проблемы теплофизики и энергетики» (Москва 2020).

Публикации.

Материалы диссертации опубликованы в 8 работах, из них 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ как индексируемые в международных базах WoS и Scopus.

Основные положения, выносимые на защиту

1. массив впервые полученных экспериментальных данных по скорости звука в жидкой фазе изомеров гексана на линии насыщения для широкого интервала температур от 243,15 К до их критических температур и плотности указанных веществ при атмосферном давлении от 243,15 К до нормальных температур кипения изомеров;

2. результаты расчёта теплофизических свойств указанных веществ в исследованном интервале параметров состояния и значения констант дисперсионных сил и сил связи, рассчитанные на основе их тесной связи с известными критическими параметрами углеводородов;

3. выводы о том, что в изомерах гексана энергия межмолекулярных сил определяется действием трех видов сил: дисперсионные силы притяжения (т=6), силы отталкивания (п=12) и дальнодействующие силы связи (к=1), обусловленные нековалентным взаимодействием С-Н связей.

4. механизм влияния архитектуры молекул на теплофизические свойства изомеров.

Соответствие паспорту научной специальности. Диссертация соответствует п. 2 «Теоретическое и экспериментальное исследование физических свойств неупорядоченных неорганических и органических систем, включая классические и квантовые жидкости, стекла различной природы и дисперсные системы» паспорта специальности 01.04.07 - Физика конденсированного состояния.

Структура и объем работы. Содержание диссертации изложено на 154 страницах. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (199 наименований) и приложения, содержит 27 таблиц и 32 рисунка.

Степень достоверности результатов проведенных исследований.

Достоверность результатов исследования обусловлена корректным использованием методики исследования и экспериментальной установки, сертифицированных ГСССД МЭ 155-2009 «Методика измерения скорости звука и плотности в жидких и газообразных средах в широком диапазоне параметров состояния импульсно-фазовым методом», корректным использованием положений статистической термодинамики, верификацией полученных результатов сравнением с надежными справочными данными, известными в научной литературе.

ГЛАВА I

КРАТКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ФИЗИКИ ЖИДКОСТИ

Введение

Физика конденсированного состояния содержит достаточно большое количество задач, которые позволяют лучше определить ее сущность. Однако наиболее значимой из них является установление зависимости между макроскопическими свойствами вещества и структурой его микроскопических частиц, а также характера их взаимодействия друг с другом [9]. Для решения этой задачи существует несколько вариантов. Поскольку сама по себе задача очень сложная, то выбор того или иного способа зависит от отдельных деталей, но при этом, в любом случае, необходимо кратко рассмотреть все существующие способы: создание термодинамического уравнения на основе предварительно разработанной строгой теории; посредством формирования модели микрочастиц и закрепления модельных потенциалов взаимодействия; посредством прямого анализа результатов РИТ-измерений, предназначенных для широкого диапазона параметров состояния и сравнения в соответствии с этим аналитического соотношения для различных термодинамических параметров и, в конечном итоге, для выстраивания полученного опытным путем уравнения соответствующего состоянию вещества. Несмотря на то, что все рассмотренные выше методы несколько отличаются друг от друга, в целом они представляют собой совокупность одних и тех же действий, основанных на научном познании в области физики жидкостей. Перечисленные способы во многом друг с другом похожи, поэтому их разделение можно считать достаточно условным. Между тем, сам по себе факт выделения того или иного способа позволяет более четко решить те задачи, которые ставит перед собой физика жидкостей.

На сегодняшний день существует достаточно большое количество измерений скорости звука на линии насыщения в органических жидкостях. Однако в исследуемых жидкостях наблюдается фрагментарность экспериментальных данных. Весомый вклад в данную отрасль внесли работы, выполненные в

лаборатории молекулярной акустики Курского государственного университета, созданной Отпущенниковым Н.Ф. Полученный в лаборатории обширный эмпирический материал [10] можно применять с целью решения, как типовых задач, так и проведения экспериментальных исследований в области физики жидкости. Предложенные авторами [11] модели, а также выявленные соотношения по своей сути являются результатом достаточно длительной и трудоемкой работы.

Они удовлетворительно прогнозируют теплофизические свойства жидкой и паровой фаз н-алканов и их галогенозамещенных в широком интервале параметров состояния.

В силу специфических особенностей [12, 13] жидкости обладают такими характеристиками, ввиду которых научные знания в области физики жидкостей в настоящее время находятся на недостаточно высоком уровне. В частности, если сравнить жидкость и твердое состояние вещества, то во втором случае межмолекулярные связи являются более прочными и упорядоченными. Соответственно, и проводить их исследование значительно проще, по сравнению с жидкостями. На сегодняшний день существует достаточно большое количество теорий, объясняющих физические свойства и состояния газов и кристаллов, поэтому с их помощью можно получать и изучать не только уже известную информацию, но и те данные, которые выявляются в результате опытных исследований. В природе отсутствует простая модель жидкости. Ее наличие позволило бы существенно облегчить проведение исследований. В связи с этим для продвижения научных достижений в области физики жидкости следовало бы подобного рода модель создать.

1.1 Статистические и модельные теории жидкости

В рамках классической статистической теории равновесные (теплофизические) свойства жидкостей можно определить при помощи статистического интеграла, вычисляемого при помощи формулы

^ 2ЩпкТ ^

а* ж^-

2 Ж!^^2 ^ . (1.1.1)

Здесь а* % (1.1.2)

- конфигурационный интеграл, и* (4 ...ц*) - потенциальная энергия,

обусловленная взаимодействием молекул.

Используя статистический интеграл, который отражен в формуле (1.1.1), можно получить соотношения для расчета различных теплофизических величин [9, 14-17], характеризующих конденсированную систему.

Далее необходимо рассмотреть ряд формул, при помощи которых можно установить соотношение статистического интеграла и разного рода термодинамических величин.

1. Свободная энергия:

^ж-кТ1 . (1.1.3)

2. Внутренняя энергия:

г ),

ЕжкТ2|^^| . (1.1.4)

3. Изотермическая сжимаемость:

I жАУкТ^^-1 | . (1.1.5)

-НИг

жЦ" СИ 1

4. Изохорная теплоемкость: су ж ^тI кТ21 —| | (1.1.6)

5. Скорость звука: и2 ж V 2кТ2 ^. (1.1.7)

Применяя формулу определения статистического интеграла (1.1.1) можно определить и ряд характеристик, отражающих равновесное состояние вещества. Однако вычисление этого интеграла наталкивается на непреодолимые математические трудности, связанные с вычислением его конфигурационной

части.

В разное время физиками и математиками предпринимались попытки вычисления интеграла, отраженного в формуле (1.1.2), используя разные методики, а также применяя всевозможные модели межмолекулярных потенциалов. Определенный успех, в этом направлении достигнут в теории Урселла-Майера [18], в рамках которой было обосновано уравнение состояния, успешно работающее для неплотных газов.

Вычисление конфигурационного интеграла, нередко сталкивается с трудностями при его определении для плотных газов и жидкостей, в связи с чем постепенно была разработана отдельная теория коррелятивных функций, первые упоминания о которой можно увидеть в трудах Боголюбова [19], Борна и Грина [20], Кирквуда [21], Ивона [22] и др. Сущность метода коррелятивных функций заключается в применении правил замены конфигурационного интеграла совокупностью ряда частичных функций распределения

(#1), (£ ш 1, 2,..., N), при одновременном рассмотрении равновесной изотермической системы, включающей в себя N частиц, между которыми при помощи использования центральных сил происходит взаимодействие. Непосредственно определение коррелятивных функций (ч1,..., ) осуществляется при помощи уравнения

Л ••! о N (Ч1Ч N . (1.1.8)

и

В данном уравнении DN(#1,qN) является координатной составляющей гиббсовой функции распределения, которая связана с конфигурационным интегралом, определяемым при помощи уравнения

О» (Ч,,)шда ехРГ- и1.

(1.1.9)

По мере приближения аддитивности энергии парного взаимодействия отдельных частиц жидкости, т.е. в случае соблюдения условия и» ш^^ , можно сформировать систему уравнений, при помощи которой устанавливается

взаимосвязь коррелятивных функций каждого порядка [18]:

N

_ _ гё ъ?

а= 1, 2, 3; 5=1, 2, ...

кТ К

т?

(1.1.10)

Данные уравнения, которые и являются основой в теории Боголюбова, в своей совокупности являются частью системы бесконечного числа интегрально-дифференциальных соотношений.

Анализ уравнений, отраженных в системе (1.1.10) позволяет сделать вывод о том, что использование только традиционных методов математики не способно открыть возможность для решения таких уравнений. Однако, как было показано в работе [15], для определения термодинамических свойств веществ наиболее целесообразно использовать функцию К2 , qj), которая может быть

представлена и в виде отдельной частной функции. Ее роль можно проследить на примере радиальной функции распределения g(r). При помощи данной функции определяется вероятность йм нахождения частицы в предварительно определенном сферическом слое с радиусом г, в центре которого находится частица, т.е.

4ЯГ2

йм ж g(г)-йг .

(1.1.11)

При помощи радиальной функции распределения g(r) возможно определить различные равновесные характеристики простых конденсированных систем, в том числе такие как:

- внутренняя энергия, определяемая по формуле

3 2тм2

Е ж 3 ЖТ+ 2 V

г )g(r)г2йг;

(1.1.12)

- давление

МТ 2»!

V 3V2 - изотермическая сжимаемость

(г)g(r )г Зйг ;

(1.1.13)

* ж мТк+(г) - * 4;

(1.1.14)

- адиабатический модуль сжатия, а также адиабатическая сжимаемость

Ks жЛг1:

ж-- § ни> чдщ^-'У»: °-»5>

и прочие характеристики.

Высокая значимость метода коррелятивных функций обусловлена тем, что, по мнению исследователей, радиальную функцию распределения можно определить посредством проведения ряда экспериментов, в основе которых лежат данные о рассеянии нейтронов либо результаты определения рассеяния рентгеновских лучей на поверхности жидкости. Помимо этого, в теории Боголюбова отмечается наличие прямой зависимости микроструктурных параметров отдельных частиц жидкости от ее термодинамических характеристик. Вышеуказанные умозаключения свидетельствуют о том, что равновесные характеристики жидкости обладают существенной степенью зависимости от отдельных характеристик структуры ближнего порядка, который можно выявить при помощи радиальной функции распределения g(r), а также парного потенциала взаимодействия со значением <р(г).

Несмотря на то, что теория коррелятивных связей обладает большой ценностью, при ее реализации исследователи сталкиваются с достаточно большим количеством сложностей, ввиду которых ее практическая реализация становится затруднительной. Наличие самих трудностей можно объяснить тем, что заранее определенный тип радиальной функции распределения g(r) установить невозможно, также как невозможно установить и тип парного потенциала взаимодействия р(г). В связи с этим совокупность данных, получаемых опытным путем, с предположениями в рамках теории преимущественно определяется правильным выбором парного потенциала ррг), а также радиальной функцией распределения g(r), которые являются составными частями расчетов. Остается без ответа также и вопрос о важности использования в исследованиях многочастичных

сил, которые, предположительно, можно обнаружить в реальной жидкости [23].

Основой существующих в настоящее время модельных теорий жидкости является предположение о том, что жидкое и кристаллическое состояния вещества близки по своим физическим параметрам. Благодаря этому при проведении анализа можно рассматривать жидкость в качестве своеобразного «квазикристалла» и, после оценки в данном приближении конфигурационного интеграла, определить по строгому статистическому алгоритму основные термодинамические параметры жидкости. Довольно интересный обзор модельных теорий представлен в трудах Гиршфельдера, Кертиса и Берда [14].

Существует два варианта квазикристаллической теории подходящей для плотных газов. В одной, «ячеечной» теории, можно рассмотреть жидкость в виде деформированного кристалла, где около узлов кристаллической решетки с координационным числом 2о=12 находятся молекулы [14]. А при учете в квазирешетке вакансий и дырок рассматривается «дырочная» теория [14, 24].

Так как в модельных теориях предварительно определяется структура жидкости, от этого зависит успех выбранной модели. Они внесли существенный вклад в изучение параметров некоторых жидкостей, вызывающих трудности при рассмотрении и вместе с тем интерес. Таких как сильно ассоциированные жидкости, например вода.

Рассмотрение ячеечных теорий жидкого состояния вещества Гиршфелдера, Эйринга, Леннард-Джонса и Девоншайра [25, 26], показывает, что образующийся при плавлении вещества дополнительный объем будет распределятся между ячейками равномерно. В ячеечных теориях применяется именно такое объяснение, но по Френкелю [24], равномерное расположение молекул в жидкости не было бы устойчивым. Считается, что плавление сопровождается образование полостей и трещин, другими словами дырок, что приводит к разбиению среды на квазикристаллические участки (кластеры), с межмолекулярными расстояниями почти как в кристаллах. Очевидно [24, 26], что это необходимо учитывать при изучении кинетических свойств жидкости. Однако при исследовании равновесных, термодинамических свойств жидкости ячеечная модель дает вполне

удовлетворительные результаты. Это связано с тем, что равновесные свойства определяются в основном усредненным во времени расположением молекул. Для кинетики же крайне важны отклонения мгновенной структуры от «среднего».

Сущность дырочных теорий заключается в формулировке предположения о том, что жидкость от кристалла с точки зрения физических характеристик отличается тем, что в решетке присутствует достаточно большое количество незаполненных узлов - дырок. Данное количество при определенной температуре, а также заранее установленном давлении можно определить при помощи энергии, которая должна быть затрачена на образование дырки, либо применив метод энтальпии дыркообразования.

Дырочная теория, разработанная Френкелем и Эйрингом, обращает внимание преимущественно на неоднородную структуру самого вещества, в связи с чем ее в отдельных случаях применяют с целью объяснения особенностей кинетических характеристик жидкости, но при этом в случае ее использования рассматриваются только отдельные термодинамические характеристики исследуемого вещества.

В случае рассмотрения модельных представлений целесообразно уделить особое внимание физической обоснованности и количественному согласию с опытом.

В совокупности с рассмотренными и проанализированными выше уже четко себя зарекомендовавшими и модельными теориями так называемые «газовые» модели, в которых основой является уравнение Ван-дер-Ваальса, нередко применяются при обсуждении всевозможных термодинамических характеристик жидкости. Используются также и другие модели, в которых не учитываются различия между жидкостью и кристаллом. В некоторых трудах [28, 29] с целью изучения внутренних параметров молекул применяются эмпирические уравнения состояния.

Необходимо отметить, что расчеты термодинамических характеристик не способны обеспечить достоверной информацией об отдельных характеристиках строения жидкости, если заложенные в них физические характеристики имеют

значительные разногласия с реальностью. Параметры и форма отдельных молекул, а также в значительной степени характер и интенсивность межмолекулярных связей оказывают существенное воздействие на степень относительного расположения, а также относительного перемещения отдельных частиц жидкого вещества. При этом в случае использования различных видов жидкостей эти параметры будут различаться. Эта сфера в настоящее время еще слабо изучена опытным путем, и практически не исследована с точки зрения теории.

В соответствии с «дырочной» теорией Френкеля [24] в случае плавления кристалла осуществляется потеря дальнего порядка, а также наблюдается разрыхление кристаллических структур твердого тела по причине образования в координационных сферах пустот, число которых можно определить при помощи уравнения

Пд. * ех/Ж). * Х* * \, (1.1.16)

' \ мту \ мт )

в котором N - это количество частиц из расчета на единицу объема, а А1!№, АУ№ и АН.означает увеличение энергии, объема, а также энтальпии при появлении пустоты.

При температурах, близких к температурам плавления, уравнение состояния жидкого тела выгладит следующим образом:

V . У0 *Ат ехРС-АЦ^.

0 \ МТ )

(1.1.17)

В данном уравнении У о означает объем вещества при отсутствии пустот, У— Уо=У/ - это свободный объем в исследуемом жидком теле.

При помощи уравнения (1.1.17) можно правильно описать поведение простых, а также органических жидкостей вдали от критической области, при низком давлении, а также дает возможность получить соотношение, применяемое с целью расчетов важнейших равновесных параметров жидкости.

В настоящее время предпринимаются многочисленные попытки совершенствования и уточнения решеточных и дырочных теорий посредством введения дополнительных параметров уточняющего плана, определяющих

особенности теплового движения частиц жидкости. В своем исследовании [30] автор, применяя идеи о туннельном передвижении сферических частиц, которые взаимодействуют между собой в соответствии с законом потенциала Леннард-Джонса, определил радиальную функцию распределения, применяемую для жидкого аргона рядом с тройной точкой, в результате чего, как он полагает, получился хороший результат, соотносимый с данными нейтронографических экспериментов.

В соответствии с теорией свободного объема при использовании строгих правил статистической механики у Миллера [31] вышло получить совокупность термодинамических соотношений, при помощи которых можно провести расчет упругих и калорических характеристик жидкостей, взаимодействие между отдельными частицами которых возможно описать при помощи потенциала (6-12).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Радченко Антон Константинович, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Schaaffs, W.; Shenoda, F. B. Sound velocity and molecular structure in isomers of saturated hydrocarbons. Acoustica, Volume 21, Number 6, 1969, P. 366-369(4).

2. Altenburg K.Speed of sound and molecular structure. Dependence of the speed of sound of isomeric alkanes of the molecular form Z. Phys. Chem,Leipzig, 246, 1971. P. 270-276.

3. Chang J., Sandler S. I. Interatomic Lennard-Jones potentials of linear and branched alkanes calibrated by Gibbs ensemble simulations for vapor-liquid equilibria J. Chem. Phys. V. 121.№ 15, 2004.

4. Jason R. Mick, Mohammad SoroushBarhaghi, Brock Jackman, Loren Schwiebert, Jeffrey J. Potoff. Optimized mie potentials for phase equilibria: Application to branched alkanes. J. Chem. Eng. Data 2017, 62, 6, P. 1806-1818.

5. Duong Nguyen Huynh, Dong Nguyen Huynh Application of the modified Group-Contribution Perturbed-Chain SAFT to branched alkanes, n-olefins and their mixtures. Fluid Phase Equilibria 434. 2017. P. 176-192.

6. Jaber M., Babe W., Sauer E., Gross J., Lugo R., J.C. de Hemptinne. An improved group contribution method for PC-SAFT applied to branched alkanes: Data analysis and parameterization. FluidPhaseEquilibria 473. 2018. P. 183-191.

7. A. Demirbas, M. A. Balubaid, A. M. Basahel, W. Ahmad M. H.Sheikh. Octane rating of gasoline and octane booster additives. PetroleumScienceandTechnology, P. 11901197, 2015.

8. Viral A. Solanki and Bhaskarjyoti Borah. Ranking of metal-organic frameworks (MOFs) for separation of hexane isomers by selective adsorption. Ind. Eng. Chem. Res. 2019, 58, 43, P. 20047-20065.

9. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учеб.пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. 5. Статистическая физика.-М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 616 с.

10.Neruchev Yu. A., Bolotnikov M. F., Zotov V. V. Investigation of ultrasonic velocity in organic liquids on the saturation curve. High Temperature. Vol. 43, № 2, 2005, pp. 266-309.

11.Neruchev Yu.A., Bolotnikov M.F. Crossover relations for "simple" systems in the critical region // High Temperature. 2008. V. 46. № 1. P. 40.

12.Goodwin A.R.H., Sangers J.V., Peters C.J. Applied thermodynamics of fluids IUPAC; International Union of Pure and Applied Chemistry 2010.

13.David Chandler. From 50 years ago, the birth of modern liquid-state science Annu. Rev. Phys. Chem. 2017. 68:19-38.

14.Гиршфельдер Г., Кертис Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. -М.: ИИЛ, 1961. - 915 с.

15. Фишер И.З. Статистическая теория жидкостей. - М.: ГИФМЛ, 1961. - 280 с.

16.Саркисов Н.Г. Молекулярные функции распределения стабильных, метастабильных и аморфных классических моделей.// УФН, 2002. - Т. 172. - № 6. - С. 647-669.

17.Born M., Green H.S. A general kinetic theory of liquids. -Proc. Roy. 5oc., 1947. -90 A. - N 1023. - P. 455-474.

18.Крокстон К. Физика жидкого состояния. Статистическое введение. - М.: Мир, 1978. - 400 с

19.Боголюбов Н.Н. Проблемы динамической теории в статистической физике.-М.-Л.: ГТТИ, 1946.

20.Born M., Green H. Proc. Roy. Soc., 1946. -. A 188. - N 10.

21.Kirkwood J.G. The statistical mechanical theory of transport processes.// J. Chem. Phys., 1935. - V.3. - P. 300-312.

22.Yvon J. La theorie statistique des fluides et l'equation d'etat. Paris, 1935.

23.Наберухин Ю.И. Структура простых жидкостей. - Новосибирск: НГУ, 1978. -68 с.

24. Френкель Я. И. Кинетическая теория жидкостей. Изд. АН СССР, 1945.

25. Де Бур И. Теория жидкого состояния. //УФН, 1953. - T. 51. - С.41.

26. Фаулер Р.,Гуггенгейм Э. Статистическая термодинамика. - М.: ИИЛ, 1949.

27. Henderson D. Hole theory of liquids and dense gases. I. Equation of state//. J. Chem., Phys., 1962. - V.37. - P. 631

28. Richardson E.G., Ultrasonic Physics, Amsterdam, 1962.

29. Schaafs W., Molekularakustik, Berlin-Gottingen-Heidejberg, 1962.

30.Vortler H.L. Modified cell Theory: Equation of State for hards spheres. //Phys.Lett,, 1980. - V.78 A. - N 3. - P. 266-268.

31.Miller R.J. Thermodynamic Properties DevidedFrom the Free Volume Model of liquids. // Metall. Trans., 1974.-V.5. - N 3.

32. Физика простых жидкостей //Экспериментальные исследования /Под ред. Г.Темперли. - М.: Мир, 1973. - 400 с.

33.Спиридонов Г.А., Квасов И.С. Эмпирические и полуэмпирические уравнения состояния газов и жидкостей //Банки теплофизических данных. -М., 1986. - С. 45-112.

34. Сысоев В.М. Уравнение состояния плотных газов и жидкостей. Молекулярная теория и приложения. Автореф. дисс. д. ф. - м. наук. - Киев, 1991. - 33 с.

35.Alessi P., Berticco A., Fermeglia M.//Thermochim. Acta., 1988. - V.137. - N.1. -P.21-38.

36.Cho B. Equation of state for liquids.//J. Appl. Phys.. - 1988. - V.64. - N.8. -P. 4236-4238.

37. Moritz P.//Hungarion journal of industrial chemistry.-1980. - V.14. - P.485-491

38.Синько Г.В. Достижения и проблемы теории уравнения состояния // Моделирование в механике. - Новосибирск, 1987. - Т.1. - N.3. - С.141-157.

39.Шульга М.П. Изучение уравнения состояния и равновесных свойств молекулярных жидкостей //Дисс... канд. ф.-м. наук. - Киев, 1982.

40.Solona J.R., Amoros J., Villar E. // Physica, 1987. - V. BC 145. - N.1. - P.50 - 55.

41. Fleming D.R.,Brugman R.J.// AICHE Jornal, 1987. - V. 33. - N.5. P.729-740.

42. Махно М.Г. Изучение уравнения состояния и равновесных свойств молекулярных жидкостей //Дисс. канд. ф.-м. наук. - Киев, 1983.

43.Алибеков Б.Г. Некоторые соображения о построении уравнения состояния вещества с использованием калорических свойств //Теплофизические свойства индивидуальных веществ и смесей. - Махачкала, 1989. - С.85-93.

44. Филиппов Л.П. Методы расчета и прогнозирования свойств веществ. - М.: Изд. МГУ, 1988.

45.Горшков А.В. Полуэмпирические уравнения зависимости кинетических и термодинамических параметров элементарных жидкостей от характеристик элементов. //Прикл физ., 1999. - № 6. - С.65-73.

46.Kedge C. J., Trebble M: A Development of a new empirical non-cubic equation of state.//Fluid Phase , 1999. - .P.158-160; 219-228.

47.Chen Guang-Jin, GuoTian-Min. А sequential-analytic method for determining the radial distribution function and predicting the thermodynamic properties of real fluids. //Chem. Phys. ,1999. - V.110. - N 4. - P.2151-2158.

48.Неручев Ю.А. Дискретно-континуальная модель для прогнозирования равновесных свойств органических жидкостей. - Курск: КГПУ, 2001. - 139 с.

49.Shabani Mohammad R., Riazi Mohammad R., ShabanHabib I. Use of velocity of sound in predicting thermodynamic properties of dense fluids from cubic equations of state //Can. J. Chem. Eng, , 1998. - V.76. - N 2. - P. 281. - 289.

50. Филиппов Л.П. Подобие свойств вещества. - М.: МГУ, 1978. - 255 с.

51. Филиппов Л.П. Закон соответственных состояний. - М.: МГУ, 1983..- 87 с.

52. Leland T., Chappelean P. The Corresponding States Prinsiple (A Review of Current Theory and Practice). // Ind. and Eng. Chem., 1968. - V.60. -P. 15-43.

53.Klunder H., Hammers W., de Lindy C. The principle of corresponding states for liquid normal and branched alkanes.// J. Solut. Chem., 1978. - V.7. - N. 7. - Р. 475-483.

54.Болотин Н.К., Недавняя Л.М., Шеломенцев А.М. Новый вариант принципа соответственных состояний для жидких смесей // Физика жидкого состояния. -Киев: КГУ. 1977. - Вып. 5. - С. 87-94.

55.Абовский В.А., Казарян В.А. Термодинамические свойства газов и жидкостей с анизотропным взаимодействием частиц.//ЖТФ, 1981.- Т.51. - Вып.7. -С.1369-1380.

56. Абовский В.А. Термодинамическая теория возмущений для газа и жидкости простого вещества.// ТВТ, 1976. - Т.14. - С.437; Абовский В.А., Векслер В.С. Термодинамическая теория возмущений и межмолекулярное взаимодействие в простых жидкостях.// ДАН СССР. 1978. - Т.239. - N.3. - С. 621-624.

57.Балеску Р. Равновесная и неравновесная статистическая механика. Пер. с англ. под.ред. Д.Н. Зубарева и Ю.Л. Климонтовича М.: Мир 1978.

58.Carnahan N., Starling K. Equation of state for Nonattracting Rigid Spheres.// J.Chem.Phys., 1969. - V.51. - N 5. - P.635-636; 1970. - V.53. - P. 600.

59.Yosir S.J.// J.Chem. Phys., 1964. - V. 40. - P. 3069.

60.Gibbons R.M. The scaled particle theory for particles of arbitrary shape. //Mol. Phys., 1969. - V. 17. - N 1. - P.81-86.

61.Friend Daniel G. Speed of sound as a thermodynamic property of fluids. // Experimental methods in physical sciences, 2001. - V.39.- P.237-306.

62.Вуколович М.П., Новиков И.И. Уравнения состояния реальных газов. - М-Л: ГЭИ, 1948. - 340 с.

63. Уравнения состояния газов и жидкостей /Под ред. И.И.Новикова. - М. Наука, 1975. - 268 с.

64.Новиков И.И. Критическая точка. Теория и эксперимент // Теплофизика высоких температур. - М., 2001. - Т.39. - № 1. - С. 47-52;Новиков И.И. Уравнение Гиббса для критических фаз - основа общей теории критических явлений.// ТВТ. 2003. Т.41. № 4. С. 511.

65.Михайлов И.Г., Соловьев В.А., Сырников Ю.П. Основы молекулярной акустики. - М.: Наука, 1964. - 516 с.

66. Sarkisov G.N. Approximate equations of the theory of liquids in the statistical

thermodynamics of classical liquid systems.//Physics - Uspekhi, 1999. - V.42 (6).

- P.545 -561.

67.Metropolis N., Rosenbluth M., Rosenbluth A., Teller A., Teller E. // J. Chem. Phys., 1953. - V. 21. - P. 1087.

68.Коган В.В. Гетерогенное равновесие. - Л.: Химия, 1968. - 431 с.

69.Wood W.W., Parker F.R. Monte Carlo Equation of State of Molecules Interacting with the Lennard-Jone's Potential. // J. Chem. Phys, 1957. - V. 27. - N 3. - P. 720-733

70. Wood W.W., Tacobson T. Monte Carlo Equation of State II.//J. Chem. Phys., 1957. -V. 27. - P. 1207

71.Wood W.W., Parker F.R., Tacobson T. // Suppl. VIX Nuovo cimento,

1958. - N 1. - P.133.

72.Фишер И.З.// УФН, 1959.- Т. 69. - С. 349

73.Alder B.T., Weinwright T. // J.Chem. Phys., 1957. - V.21. - P.1208.

74.RafiqulGani. Group contribution-based property estimation methods: advances and perspectives. CurrentOpinioninChemicalEngineering 2019, 23. P. 184-196.

75.Cotter M.A., Martire D.E. Statistical Mechanics of Rodlike Particles I, II. // J.Chem. Phys., 1970. - V. 52..- N. 4. - P.1902-1908; 1909-1919.

76.Девятых Г.Г., Кулинич В.В., Степанов В.М., Широбоков М.Я. Расчет координационного числа жидкого аргона вблизи тройной точки методом Монте-Карло// ЖФХ, 1972. - Т.159. - N 10. - С. 2511.

77.Young D.A., Rogers F.J. Variational fluid theory with inverse 12th power reference potential. // J .Chem.Phys, 1984. - V. 81. - N 6. - P.2789-2793.

78.Monson A.P., Rigby M. Virial equation of state for rigid scherocylinders. // Mol. Phys., 1985. - V. 35 .- N 5.- P. 1337-1342.

79.Barker T., Henderson D. - Mol. Phys., 1971. - V.21. - P. 187;

80.Замалин В.М., Норман Г.Э., Филинов В.С. Метод Монте-Карло в статистической термодинамике.- М.: Наука, 1977.- ХХХ с.

81.Alder B.T. // J. Chem. Phys., 1964. - V.40. - P.2724.

82. Физика простых жидкостей. Статистическая теория./Подред. Г. Темперли. - М.: Мир, 1971. - 308 с.

83.Elvira Tarasova and Dmitry Nerukh All-atom molecular dynamics simulations of whole viruses. J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 5805-5809.

84.Chapman, W. G.; Gubbins, K. E.; Jackson, G.; Radosz, M. New reference equation of state for associating liquids. Ind. Eng. Chem. Res. 1990, 29, 1709.

85. Huang, S. H.; Radosz, M. Equation of state for small, large, polydisperse, and associating molecules. Ind. Eng. Chem. Res. 1990, 29, 2284.

86. Huang, S. H.; Radosz, M. Equation of state for small, large, polydisperse, and associating molecules: Extension to fluid mixtures. Ind. Eng. Chem. Res. 1991, 30, 1994.

87.Sugata P. Tan, HertantoAdidharma, and MaciejRadosz. Recent advances and

applications of statistical associating fluid theory. Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 47, №. 21, 2008.

88.Yuchong Zhang Thermodynamic modeling of branched molecular// Rice Univercity,

Houston, Texas, April, 2019. 89.IlyaPolishuk and Angel MuleroThe numerical challenges of SAFT EoS models. Rev ChemEng 27. 2011. P 241-251.

90.Kontogeorgis G.M., Folas G.K. Thermodynamic models for industrial applications. From classical and advanced mixing rules to association theories. New York: John Wiley & Sons Ltd., 2010.

91.Alfradique M.F., Castier M. Critical points of hydrocarbon mixtures with the Peng-Robinson, SAFT, and PC-SAFT equations of state. FluidPhaseEquilib 2007; 257: P. 78 - 101.

92.Tamouza S., Passarello J.P., Tobaly P. J.-C. deHemptinne, Group contribution method with SAFT EOS applied to vapor liquid equilibria of various hydrocarbon series, Fluid Phase Equilibria 222-223. 2004. 67-76.

93.D. Nguyen Huynh, A modified group-contribution PC-SAFT equation of state for prediction of phase equilibria, Fluid Phase Equilibria 430. 2016. P. 33-46.

94.DIPPR, Design Institute for Physical Property Data, Thermophysical Properties Database, 2005.

95.Yuchong Zhang and Walter G. Chapman. Modeling thermodynamic properties of isomeric alkanes with a new branched equation of state. Ind. Eng. Chem. Res. 2018, 57. P. 1679-1688.

96.Неручев Ю.А., Болотников М.Ф. Супрамолекулярные аспекты в межмолекулярном взаимодействии // ТВТ, 2020, Т.58, №3. C.1-4.

97.Hobza P, Muller-Dethlefs K. Non-Covalent Interactions: Theory and Experiment. Mancheter: R. Soc. Chem., 2010. P. 225.

98.Neruchev Yu.A., Bolotnikov M.F., Radchenko A.K. Isochoric Heat Capacity and Cluster Structure of Simple Liquid // High Temperature. 2018. V. 56. № 5. P. 673.

99.Radchenko A.K., Shakhov A.V., Neruchev Y.A. Clusters in the "simple" and "normal fluids // XV Russian Conference (with international participation) on thermophysical properties of substances. Moscow. Book of abstracts. 2018.

100. Neruchev Yu. A., Korotkovskii V. I., Ryshkova O. S. Energy of intermolecular forces in liquid halogenalkanes and their binary mixtures // XV Russian Conference on Thermophysical Properties of Substances / Journal of Physics: Conference Series (JPCS), - 2019, 1385, 012024.

101. Глестон С. Теоретическая химия. - М.: ИИЛ, 1950. - 632 с.

102. Stewart R. B. and Jacobson R. T. Thermodynamic properties of oxygen from the triplepoint to 300 К with pressure to 80 MPa //J.Phys.Chem.Ref.Data, 1991.- V.20. - N 5.

103. Speedy G.J. Accurate Theory of the Hard Sphere Fluid.- Wellington, New Zealand., 1976. (ЦИОНТПИКВИНИТИ N 18. C. 714 - 721.)

104. Ноздpев В.Ф., Сенкевич А.А. Kypc статистической физики. - М.: ВШ, 1969. -228 с.

105. Луцкий А.Е. О свободном объеме жидкостей.// ЖФХ., 1956. - Т. 30. - N 3. -С. 487.

106. Неpучев Ю.А., Зотов В.В. Об уpавнении состояния жидких н-алканов //Ультpазвук и теpмодинамические свойства вещества. - Kyp^: КГПИ, 1986. -С. 84-89

107. Неpучев Ю.А., Зотов В.В., Мелентьев В.В. Стpуктуpа и pавновесные свойства "пpостой" жидкости в околокpитической области. - Kyp^: КГПИ, 1990. - 21с. Деп. в ВИНИТИ 23.07.90. - N 4124 В 90.

108. Неpучев Ю.А., Зотов В.В. О возможности пpогнозиpования калоpических свойств жидкости в ^ш^еской области. //Ультpазвук и теpмодинамические свойства вещества. - ^p^: КГПИ, 1993. - С.5-14.

109. Kитайгоpодский А. И. Молекуляpные кpисталлы. - М.: Наука, 1971. - 424 с.

110. Хвольсон О.Д. К>фс физики. - Беpлин: ГИ РСФСР, 1923. -Т.3. -751 с.

111. Friend D.G., Jones F.E., Hepburn I. Thermodynamicalproperties of Methane. //J. Phys. Chem. Ref. Data, 1989. - V.19. - N 2. - P.582-631.

112. Григорьев Б.А., Герасимов А.А., Курумов Д.С. Васильев Ю.Л. Исследование термодинамических свойств нормального гексана вдоль линии насыщения //Ультразвук и термодинамические свойства вещества. - Курск: КГПИ, 1983. -С.22-29.

113. Бадалян А.Г., Керамиди А.С., Курумов Д.С., Григорьев Б.А. Давление насыщенных паров и плотность н-октана на линии насыщения //Нефть и газ, 1986. - N 9 .- C.54-57.

114. http://www.nist.gov.srd; http ://webbook. nist. gov.

115. Неручев Ю.А. Ультразвуковые исследования равновесных свойств органических жидкостей // дисс.д-ра физ.-мат. наук. - Воронеж: ВГУ. - 2005. -239 с.

116. Неручев Ю.А., Зотов В.В., Мелентьев В.В. Силы Менделеева и межатомная ассоциация в "простых" веществах. - Курск: КГПИ. 1992. - 11 с. Деп. в ВИНИТИ 06.10.92. - N 2920 - В 92.

117. Stewart R., Jacobson R. Thermodynamic рroрerties of Argon from the triрleрoint to 1200 K with р^ш^ to 1000 Mрa //Phys. Chem. ref. data. - 1989. - V.18. - N 2. -P. 639-677.

118. Рабинович Б.А., Вассерман А.А., Недоступ В.И., Векслер В.С. Теплофизические свойства неона, аргона, криптона и ксенона. - М.: Изд. стандартов, 1976. - 638 с.

119. Бараш Ю.С. Силы Ван-дер-Ваальса. - М.: Наука, 1988.- 344 с.

120. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - М.: ГИФМЛ, 1972. - 720 с.

121. Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов /Под ред. М.В. Татевского. - М.: Гостоптехиздат, 1960. - 412 с.

122. FloryP.J.,Orwoll R.A., VrijA.// J.Am.Chem.Soc. ,1964. -V.86. - N 17.

123. Lisal Martin, Smith W.R., Nezbeda I. The accurate computer simulation of phase equilibrium for complex fluid mextures. Application to binaries involving isobutane, methanol, MTBE and n-butane.// J. Phys. Chem., 1999. - V. 103. - P. 10486-10505.

124. Анисимов М.А. Критические явления в жидкостях и жидких кристаллах. - М.: Наука, 1987. - 272 с.

125. Карери Дж. Порядок и беспорядок в структуре материи. - М.: Мир, 1985. - 231 с.

126. Браут Р. Фазовые переходы. - М.: Мир, 1967. - 286 с.

127. Стенли Т. Фазовые переходы и критические явления. - М.: Мир, 1973. - 421 с.

128. Лысенко В.Ф., Яковлева М.В. Асимптотические критические индексы. Обзор экспериментальных исследований. - Минск, 1990. - 49 с. Деп в ВИНИТИ 07.06.90. - N 3184 - В 90.

129. Каплан И.Г., Родимова О.Б., Фомин О.О. Свойства димеров и их роль в атмосфере //Спектральные проявления межмолекулярных взаимодействий в газах. - Новосибирск: Наука, 1982. - С.51-100.

130. Zavtrak S.T. A classical treatment of the long-range radiactive interaction of small рагйс^ //J. Phys. A. Math. Gen, 1990. - V. 23. - Р.1493-1499

131. Каплан И.Г., Родимова О.Б. Межмолекулярные взаимодействия //УФН: Наука, 1978. - Т. 126. - Вып. 3. - С.403-444

132. Бретшнайдер С.Т. Свойства газов и жидкостей. - М.: Химия, 1965, - 535 с.

133. Рышкова О.С. Исследование равновесных свойств жидких 1 -бромалканов на основе акустических измерений // дисс.канд. физ. -мат. наук. - Курск: КГУ, 2010. 155 с.

134. Коротковский В.И. Теплофизические свойства жидких высокомолекулярных углеводородов и их галогенозамещенных // дисс.канд. физ. -мат. наук. - Курск: КГУ, 2013. 177 с.

135. Tardajos, G.; Diaz Pen~a, M.; Aicart, E. Speed of sound in pure liquids by a pulse-echo-overlap method. J. Chem. Thermodyn.1986. 18. P. 683-689.

136. Benson G. C.; Halpin C. J. Ultrasonic speeds and isentropic compressibilities of binary mixtures of n-octane with each of the hexane isomers at 298.15 K. Can. J. Chem. 1987. 65. P. 322-325.

137. PlantierF.and Daridon J. L. Speed of Sound of 2-Methylpentane, 2,3-Dimethylpentane, and 2,2,4-Trimethylpentane from (293.15 to 373.15) K and up to 150 MPa // J. Chem. Eng. Data. 2005. V. 50. № 6. P. 2077-2081.

138. Schaaffs W., Shenoda F.B. Schallgeschwindigkelt und molekulstruktur in isomerengesattigterkohlenwassersrstoffe. Acustica. Vol. 21. 1969.

139. Neruchev Yu. A., Radchenko A. K. The speed of sound in the liquid phase of hexane isomers. ISSN 0018-151X, High Temperature, 2018, Vol. 56, №.1, pp. 138-141.

140. Зотов В. В., Мелихов Ю. Ф., Мельников Г. А., Неручев Ю. А. Скорость звука в жидких углеводородах. - Курск: КГПУ, 1995. - 77 с.

141. Петров А. А. Химия алканов. - М.: Наука, 1974.

142. Рудаков Е. С. Реакции алканов с окислителями, металлокомплексами и радикалами в растворах. - Киев: Кова думка, 1985.

143. Steward G. W., Vorrow R. // Phys. Rev., 1927. - V. 30. - P. 232.

144. Warren B. // Phys. Rev., 1933. - V. 44. - P. 969. Harvey G. // J. Chem. Phys., 1938.

- V. 6. - P. 111.

145. Скрышевский А. Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. - М.: Высшая школа, 1980. - 328 с.

146. Nezbeda I., Smith W., Boublik T. Conjectures of fluids of hard spherocylinders, dumbbells and spheres.// Mol. Phys.,1979. - V.37. - N 3. -P. 985-989.

147. Мельников Г. А., Скрышевский А. Ф., Отпущенников Н. Ф. Структурные характеристики жидкостей с линейными молекулами // Физика жидкого состояния. - Киев: КГУ, 1986. - Вып. 14. - С. 68-76.

148. Китайгородский А.И. Молекулярные силы. Москва: Знание. 1978. С. 64.

149. Волькенштейн М. В., Емельяшевич М. Я., Степанов И. В. Колебания молекул.

- М.-Л.: Гостехиздат, 1949. - Т. 1, 2. - 440 с.

150. Волькенштейн М. В. Строение и физические свойства молекул. - М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 630 с.

151. Михайлов И. Г., Соловьёв В. А., Сырников Ю. П. Основы молекулярной акустики. - М.: Наука, 1964. - 516 с.

152. Неручев Ю.А., Болотников М.Ф., Коротковский В.И. Особенности

межмолекулярных сил в жидких углеводородах. - Казань: КНИТУ, 2014 С. 8789.

153. Неручев Ю. А., Зотов В. В., Вервейко В. Н., Мельников Г. А., Рышкова О. С. и др. Методика ГСССД МЭ 155-2009. Методика измерения скорости звука и плотности в жидких и газообразных средах в широком диапазоне параметров состояния импульсно-фазовым методом /. Деп. вФГУП «Стандартинформ», 2009. 32 с.

154. Воробьев В.С., Апфельбаум Е.М. Обобщенные законы подобия на основе некоторых следствий уравнения Ван-дер-Ваальса // ТВТ. 2016. T. 54. № 2. C. 186.

155. Ноздрев В. Ф. Применение ультраакустики в молекулярной физике. - М.: ГИФМЛ, 1958. - 456 с.

156. Kling R., NieoliniE.,Tissot I. //La Rechecheacronautique. - 1953. - V.31. - P. 31 -36.

157. Schneider W.G. //Canad. J. Chem., 1951. - V.29. - P.243.

158. Tanneberger H. //Z.Phys., 1959. - V. 153. - P. 445

159. Breazedle M.A. //J.Chem.Phys. , 1962. - V. 37. - P. 2536.

160. Anderson N.S., Deesasso L.P. // J. Acoust. Soc. Am., 1953. -V.23. - P.423.

161. Ноздрев В.Ф., Степанов Н.Г.// Акуст., 1967. - Т. 3. - С. 631.

162. Комаров С.Г., Соловьев А.Н., Шелудяков Е.П.// ПМТФ, 1967.

163. Шелудяков Е.П., Комаров С.Г., Соловьев А.Н. Теплофизические свойства фреонов. Новосибирск, АН СССР. 29-69.

164. LeveltSengers, J.M.H. Thermodynamic properties of isobutane in the critical region // J. Chem. Eng., 1983. - V. 28. - P. 354-362.

165. Неручев Ю.А., Радченко А.К. Особенности характера межмолекулярных сил в нелинейных алканах // Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции «Перспективы развития современных математических и естественных наук», 11 декабря 2016. Воронеж. С. 22-27.

166. Неручев Ю.А., Радченко А.К. Особенности структуры межмолекулярных сил в жидких углеводородах // Сборник научных статей 3-ей международной

конференции «Физика и технология наноматериалов и структур», 2017. ЮЗГУ. - Т. 2. - С. 14-17.

167. Шиманская Е.Т., Шиманский Ю.И., Голик А.З. Сб. Критические явления и флюктуации в растворах. - М.: АН СССР, 1960.

168. Голик А.З., Шиманский Ю.И., 3Алехин А.Д., Артюховская Л.М., Крупский Н.П., Чалый А.В., Шиманская Е.Т. Исследование гравитационного эффекта вблизи критической точки индивидуальных веществ и растворов.//Уравнения состояния газов и жидкостей. - М.: Наука, 1975. - 263 с.

169. Фишер М. Природа критического состояния.-.М.: Мир, 1968. - 222 с.

170. Смирнов Б.М. Кластеры с плотной упаковкой и заполненными оболочками //УФН. 1993. - Т. 163. - N 10. - C.29-56.

171. Неручев Ю.А., Радченко А.К., Перевалов Д.Ю. Скорость звука и теплофизические свойства жидкой фазы 2-метилпентана на кривой равновесия жидкость-пар // Труды XIII Международной конференции «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов». Часть 1. ЮЗГУ. 2016. С. 207-211.

172. Radchenko A.K., Neruchev Y.A. The speed of sound and thermophysical properties of isomers of hexane // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 891 (2017) 012340 doi :10.1088/1742-6596/891/1/012340 «Современныепроблемытеплофизикииэнергетики» МоскваНИУ «МЭИ» 2017.

173. Awwad, A. M.; Pethrick, R. A. Adiabatic Compressibility of Branched Chain Hydrocarbons - Pentanes and Hexanes J. Mol. Liq., 1983, 25, 115. Temperature: 233.06 K - 313.14 K

174. Alcalde, R.; Aparicio, S.; Davila, M. J.; Garcia, B.; Leal, J. M. Liquid liquidequilibria of lactam containing binary systems Fluid Phase Equilib., 2008, 266, 90-100

175. Ohnishi, K.; Fujihara, I.; Murakami, S. Thermodynamic properties of decalins mixed with hexane isomers at 298.15 K. II. Excess volumes and isentropic compressibilities Fluid Phase Equilib., 1989, 46, 73

176. Treszczanowicz, A. J.; Handa, Y. P.; Benson, G. C. Excess Volumes and IsetropicCompressibilities of Decan-1-ol + 2,2-Dimethylbutane and 2,2,4-Trimethylpentane J. Chem. Thermodyn., 1982, 14, 871-81

177. Polzin, B.; Weiss, A. Transport properties of liquids. VIII. Molar volume and selfdiffusion of organic liquids at pressures up to 200 MPaBer. Bunsen-Ges. Phys. Chem., 1990, 94, 746-58

178. Guerrero, H.; Garcia-Mardones, M.; Perez-Gregorio, V.; Gascon, I.; Lafuente, C. Experimental and VTPR-predicted volumetric properties of branched hexanes Fluid Phase Equilib., 2013, 338, 141-147

179. Sahli, B. P.; Gager, H.; Richard, A. J. Ultracentrifugal studies of the isothermal compressibilities of organic alcohols and alkanes. Correlation with surface tension. J. Chem. Thermodyn., 1976, 8, 179-88

180. Howard, F. L.; Mears, T. W.; Fookson, A.; Pomerantz, P.; Brooks, D. B. Preparation and physical properties of several aliphatic hydrocarbons and intermediates J. Res. Natl. Bur. Stand. (U. S.), 1947, 38, 365

181. Hicks-Brunn, M. M.; Bruun, J. H.; Faulconer, W. B. M. Isolation of 2,2-Dimethylbutane from Natural Gas and Determination of its Physical Properties J. Am. Chem. Soc., 1939, 61, 3099-101

182. Kay, W. B. The Vapor Pressures and Saturated Liquid and Vapor Densities of the Isomeric Hexanes J. Am. Chem. Soc., 1946, 68, 1336

183. De Vos. F. C. The Dielectric Constants of Some Hexanes, Heptanes, and Octanes Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 1950, 69, 1157-71

184. Comelli, F.; Francesconi, R. Liquid-Phase Excess Enthalpies for the Binary System of 1,3-Dioxolane with n-Pentane, 3-Methylpentane, or Methylcyclopentane J. Chem. Eng. Data, 1990, 35, 283

185. Неручев Ю. А., Зотов В. В. Рекомендуемые значения некоторых термодинамических свойств н-парафинов на линии насыщения //УФХСВ. -Курск: КГПИ, 1977. - Вып. 11. - С. 7-17.

186. Менделеев Д.И. Растворы Москва: Академия наук СССР. 1959. 401 с.

187. Шахпаронов М.И., Введение в современную теорию растворов. Москва:

Высшая школа. 1976. 296 с.

188. Шахпаронов М.И. Взаимодействия между молекулами. М.: МГУ 1972. С.66-73.

189. Сперкач В.С., Шахпаронов М.И. Теория вязкости жидкостей. Объемная и сдвиговая вязкость жидких аргона, криптона, ксенона, азота и кислорода // ЖФХ. 1986. V. 60. № 8. P. 1891.

190. Christopher A. Hunter. Van der Waals interactions in non-polar liquids // Chem. Sci. 2013. V. 4. P. 834.

191. Trachenko K., Brazhkin V.V. Duality of liquids. Scientific Reports ISSN 20452322. https://www.nature.com/articles/srep02188.

192. Bolmatov D., Brazhkin V.V., Trachenko K. The phonon theory of liquid thermodynamics. Scientific Reports ISSN 2045-2322.https://www.nature.com/articles/srep.

193. Cipcigan F.S., Crain J., Sokhan V. P., Martyna G. J. Electronic coarse graining: Predictive atomistic modeling of condensed matter // Reviews of Modern Physics. 2019. V. 91. https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevMod Phys. 91.025003.

194. Eisenstein A., Gingrich N.S. The Diffraction of X-Rays by Argon in the Liquid, Vapor, and Critical Regions // Phys. Rev.1942. V. 62. P. 261.

195. Temperley N.H.V., Rowlinson J.S., Rushbrooke, G.S. Physics of Simple Liquids, Amstedam - North Holland, 1968.

196. Hobza P. Zahradnik, R. Intermolecular Complexes. The Role of van der Waals System in Physical Chemistry and in the Biodisciplines: (Studies in Physical and Theoretical Chemistry 52). Amsterdam. Elsevier. 1988. P. 307.

197. Мелентьев В. В. Комплексные исследования теплофизических свойств н-алканов и их галогенозамещённых // дисс. канд. физ. -мат. наук. - Курск: КГТУ, 1997. - 155 с.

198. Vlasiuk M., Sadus R.J. Ab Initio Interatomic Potentials and the Thermodynamic Properties of Fluids // J. Chem. Phys. 2017. V. 147. 024505.

199. Robertson D.H., Brown F.B., Navon J.M. Determination of the Structure of Mixed Argon-Xenon Clusters Using a Finite Lattice-based Monte Carlo Method // Chem. Phys. 1989. V. 90. № 6. P. 3221.

ПРИЛОЖЕНИЕ

В приложении приведено описание и характеристики оборудования на котором проводились исследования, расчет термодинамических свойств исследованных жидкостей, данные об исследовании скорости звука при давлении по изотермам.

Краткая характеристика приборов и оборудования Г5-4Б генератор импульсов предназначен для использования в качестве источника парных прямоугольных импульсов положительной или отрицательной полярности, имеющей регулируемую в широких пределах задержку между парами импульсов.

Технические характеристики Г5-4Б:

Длительность задержки импульсов - от 0 до 10 мс. Длительность импульсов на входе - от 0,1 мкс до 9,9 мкс. Частота следования импульсов - от 2 Гц до 10 кГц. Погрешность установки длительности импульса - ±0,05%. Длительность выхода синхроимпульса - 0,5 мкс. Амплитуда импульсов на выходе - не более 50 В. Потребляемая мощность генератора Г5-4Б от сети - не более 400 Вт. Питание от сети:

- напряжение - 220 В;

- частота - 50 Гц.

Термостат жидкостный низкотемпературный «KRЮVIST -03» изготовитель ООО «Термэкс» предназначен для поддержания заданной температуры в интервале от -30оС до 50оС. Неоднородность температурного поля в рабочей ванне не превышает значения, равного ±0,030 при температуре —100 и не превышает значения равного ±0,010 при температуре 300.

Условия работы термостата таковы: температура окружающего воздуха от 10 до 350, относительная влажность воздуха, при 25О до 80 %. Время выхода термостата от 200 до установленной температуры -300 не более 1,5 часов, от температуры 200 до установленной температуры 500 не более 45 минут.

Рекомендуемый тип теплоносителя для диапазона температур от -30оС до 50оС неокрашенный тосол А40М по ТУ242221-001-46773279-2000. Габаритные размеры термостата 385 мм х 700мм х 590мм. Размеры рабочей зоны 166мм х 85мм х 320мм. Масса термостата без теплоносителя 54 кг. Время непрерывной работы более 8 часов. Питание термостат (220±22)Впри частоте (50±1) Гц. Максимальная мощность 3,5 кВт.

Термостат поддерживает заданную температуру нагревая и охлаждая жидкий теплоноситель в основной и рабочей ванне. Центробежный насос перекачивает жидкий теплоноситель из основной ванны в рабочую. Излишки теплоносителя из рабочей ванны через отверстие переливаются в основную ванну. Благодаря этому происходит постоянный теплообмен между основной и рабочей ванной и поддержание заданной температуры. В рабочую ванну устанавливаются вискозиметр, пикнометр или автоклав с исследуемой жидкостью. Поддержание температуры осуществляется с помощью датчика температуры и электронного регулятора.

Индикация значений температуры осуществляются цифровым табло на передней панели блока регулирования. Имеется возможность скорректировать параметры регулирования температуры термостата

При необходимости можно скорректировать параметры регулирования -коэффициенты ПИДа («ПИД регулирование» - пропорционально-интегрально-дифференциальное регулирование). Это позволяет выбрать оптимальный режим работы блока регулирования, при котором обеспечивается относительно быстрое нагревание теплоносителя и незначительные колебания температуры в установившемся режиме. Значения коэффициентов ПИД «6.00Р», «8.00 и», «30ё». Рекомендованные коэффициенты ПИД регулирования не являются абсолютно оптимальными для всех термостатов, в процессе эксплуатации могут самостоятельно меняться опытным путем в пределах ±10%от рекомендованных. Термостат жидкостный «ВИС-Т-02» фирмы ООО «Термэкс-11» предназначен для поддержания заданной температуры при проведении измерений в интервале температур от 20°С до 1500. Термостат использовался в научно-

исследовательских целях в лаборатории НИЦ ФКС «КГУ». При температуре окружающего воздуха от 100 до 350 и относительной влажности воздуха при 250 до 80%.

Время выхода термостата до установленной температуры 150 0 не более 1,5 часов.

Нестабильность поддержания установленной температуры в течение 1 ч, в пределах: ±0,010. Неоднородность температурного поля в рабочем объёме термостата, в пределах ±0,010. Объем теплоносителя не менее 20 литров. Рекомендуемый тип теплоносителя для диапазона температур от 200 до800 -дистиллированная вода, для диапазона от 200 до 100 0 - тосол неокрашенный А-40 МД по ТУ2422-002-50686540-2001, для диапазона от 400до 1500 - ПМС-100 по ГОСТ 13032. Время непрерывной работы термостата в лабораторных условиях более 8 часов. Потребляемая мощность не более 2,5 кВт.

Циркуляция теплоносителя в термостате происходит следующим образом: насос через муфту и патрубок всасывает теплоноситель из внешней ванны и нагнетает его в бочонок, в котором он при необходимости нагревается. Далее теплоноситель через выходной патрубок насоса поступает в рабочую ванну, а из нее через верхние края переливается в основную ванну.

Значение температуры индицируется с помощью цифрового табло, расположенного на передней панели блока регулирования, где расположены и основные элементы управления термостатом.

Так как датчик температуры находится вблизи нагревателя, это обеспечивает более быструю реакцию блока управления на изменение температуры. Поэтому показания цифрового табло могут не совпадать со значениями температуры в рабочей ванне. Для устранения этого в блоке управления предусмотрена коррекция. После стабилизации показаний цифрового табло, в рабочую ванну нужно установить эталонный термометр с ценой деления ±0,010, провести коррекцию показаний цифрового табло.

Термостат жидкостный «Термотест-300» предназначен для поддержания установленной температуры при измерениях от плюс 1000 до плюс 3000. Термостат использовался для научно-исследовательской работы. Время выхода

термостата до установленной температуры 100о не более 1 часа. Время выхода термостата до установленной температуры 300 О не более 2 часов.

Нестабильность поддержания установленной температуры в рабочем объеме термостата не превышает значения, равного ±0,020.

Неоднородность температурного поля в рабочем объеме термостата не превышает значения ±0,010. Объем теплоносителя в термостате при температуре 20О составляет 18 литров. Рекомендуемый тип теплоносителя ПМС-100, с температурой вспышки не менее 3100.

Габаритные размеры термостата 330мм х 480мм х 830мм, масса без теплоносителя составляет 30 кг. Время непрерывной работы в лабораторных условиях более 8 часов.

Термостат жидкостный «УТ-20-02» предназначен для поддержания температуры при проведении измерений физико-химических свойств веществ. Термостат использовался в научно-исследовательских целях. Диапазон регулирования температуры от +20О до +1500. Время выхода термостата до установленной температуры 1500 не более 1,5 часов. Предел допустимой абсолютной погрешности установления заданной температуры не более ±0,50. Нестабильность поддержания установленной температуры в течение 1 часа, не более ±0,10. Неоднородность температурного поля в рабочем объеме термостата находилась в пределах ±0,10. Объем теплоносителя в термостате 20 кг. Время непрерывной работы термостата не менее 8 часов. Максимальная потребляемая мощность не более 2,5 кВт. Устройство и работа термостата.

Термостат состоит из корпуса, внутри которого расположена рабочая ванна 1, и устройства терморегулирования 2. Доступ в рабочую ванну осуществляется через верхнее отверстие, закрываемое крышкой 3. Термостат состоит из следующих элементов: 4 - блок автоматического регулирования и индикации;

9 - спиральный ТЭН (нагреватель), внутри которого установлен датчик температуры;

Рисунок П. 1. Схема термостата жидкостного «УТ-20»

10- центробежный насос;

11- выходная трубка в системе циркуляции рабочей жидкости;

12-теплообменник для охлаждения теплоносителя.

На задней стенке блока автоматического регулирования 4 располагаются две пары патрубков: 5, 6 - входной и выходной патрубки насоса; 7, 8 - входной и выходной патрубки теплообменника.

Эталонный термометр сопротивления ЭТС-100 предназначен для поверки рабочих средств измерений температуры, а также для точных измерений температуры в диапазоне от -196 О до 660 О в соответствии с требованиями МТШ-90. Эталонный термометр прошел поверку в федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева». На основании результатов первичной поверки признано годным к применению в качестве образцового термометра 3-го разряда. Номинальное сопротивление при 0°С, Д0 = 100 ± 0,05 Ом.

Термометр подключался по четырехпроводной схеме. Я0.01 = 99,997170Ж5п = 1,890688И^П = 2.564574. Функция отклонения от МТШ-90: ^(Г90) - И4-(Г90) = а[^(Г90) - 1] + Ь[^(Г90) - 1]2 Где а = -0,001830, Ь = -0,000605.

Таблица П. 1 - Доверительная погрешность платинового термометра сопротивления

Доверительная погрешность при доверительной вероятности 0,95, 0

При t = -196°С 0,05

0,01°С 0,02

231,928°С 0,04

419,527°С 0,07

660,323°С 0,15

Рисунок П. 2. Внешний вид эталонного термометра сопротивления ЭТС-100 Преобразователь сигналов ТС и ТП прецизионный «ТЕРКОН» Двухканальный

преобразователь ТС и ТП применялся для одновременного и независимого

измерения сигналов термометров сопротивления и пересчета измеренных величин

сопротивления в значения температуры. В качестве первичных преобразователей

температуры использовались платиновые термометры сопротивления.

Преобразователь ТС и ТП подключался к персональному компьютеру с

установленным программным обеспечением из комплекта поставки. Возможна

регистрация результатов измерений как в виде графиков, так и в виде таблиц

численных значений.

Время измерения 2-х каналов не более 0,8 с.

Электрическое сопротивление изоляции токоведущих цепей между любыми электрически разобщенными цепями должно быть в нормальных условиях не менее 20 МОм. Электрическая прочность изоляции токоведущих цепей

относительно корпуса и любыми электрическими цепями должна выдерживать без пробоя испытательное напряжение 1,5 кВ в течение 60 с.

Измерение величины сопротивления осуществляется путем его сравнивания с внутренним или внешним эталоном при протекании общего тока питания через измеряемое сопротивление и эталон. Встроенный микропроцессор пересчитывает значения цифрового кода, пропорционально измеренному сопротивлению или напряжению, в значение температуры. Результаты измерений отображаются на цифровом табло.

На лицевой панели прибора расположены:

1-индикаторное табло, предназначенное для вывода значений измеряемых величин напряжения, сопротивления или температуры, а также устанавливаемых параметров (градуировочных коэффициентов, режимов работы, яркости и контрастности табло и. т. д.);

2-панель управления, состоящая из 18 клавиш, с помощью которых осуществляется управление системы меню прибора;

3-индикатор работы измерительной схемы;

4-индикатор работы термостата внутреннего эталона.

При измерении температуры с помощью платинового термометра сопротивления. Вначале рассчитывается отношение Wt по формуле Wt = , а

затем вычисляются значения температуры t путем решения интерполяционных уравнений:

Wt = 1 + Ж + 5t2 + С(1 - 100)t2- для диапазона температур от -200оС до 0оС, Wt = 1 + Ж + 5t2 - для диапазона температур от 00 до 6000, Где А, В, С - коэффициенты который вводятся в память прибора как параметры для платинового ТС с W100 = 1,3910:

А = 3,9692 * 10-30-1 В = -5,8290 * 10-70-2 С = -4,3303 * 10-120-4 Для платинового ТС W100 = 1,3850:

3 4 1 2

Г

/ * г

/ /

I

цда ТЕРМОСТАТ

ГЕРк'ОН

Г МЕНЮ 1 СБРОС 2 | отмена] [ ввод

ШИШ ■■

шиш

□□и 1В0Ш]

Рисунок П. 3. Внешний вид панели прибора «Теркон»

А = 3,9083 * 10-3оС_1

В = -5,7750 * 10-7оС-2

С = -4,1830 * 10-120-4

Для определения абсолютной погрешности в режиме измерения сопротивления на

вход преобразователя ТС и ТП по четырехпроводной схеме подключается

образцовое сопротивление. Поочередно подключая образцовые сопротивления

номиналом 1, 10, 50, 100, 500, 1000 Ом; фиксируют показания цифрового

индикатора преобразователя ТО и ТП для каждой контрольной точки.

Рассчитывают для каждой контрольной точки абсолютную погрешность по

формуле АД = Яизм - Дуст

где Куст— значение сопротивления в заданной контрольной точке;

Дизм- измеренное прибором значение сопротивления в заданной контрольной

точке.

Абсолютная погрешность измерения не превышает значения равного ±0,0002 + 10-5 * Дуст Ом.

Определение абсолютной погрешности преобразования прибора при работе с термометром сопротивления типа ТСП производится в точках, -200,0000

соответствует сопротивление 17,2451 Ом; -100,000 - 59,6385 Ом; 0,000 - 100,000 Ом; 300,0000 - 213,8299 Ом; 600,0000 - 317,1676 Ом. Абсолютная погрешность не превышает предела допускаемой абсолютной погрешности преобразования, равного ±0,011 0.

Магнитоэлектрический зеркальный гальванометр М17 Зеркальный гальванометр типа М17 использовался для измерения сопротивления мостовым методом по двухпроводной схеме. При стабилизации температуры, ток, проходящий через гальванометр, перестает меняться, что дает возможность определить сопротивление и вычислить температуру. Зеркальный гальванометр М17 является высокочувствительным прибором постоянного тока, использовался в научно-технических целях. Гальванометр представляет собой магнитоэлектрический прибор с подвижной частью на подвесе.

Принцип действия прибора основан на взаимодействии магнитного поля

Рисунок П. 4. Внешний вид магнитоэлектрического зеркального гальванометра М17

постоянного магнита с током, протекающим по обмотке подвижной рамки, в результате чего возникает вращательный момент, отклоняющий подвижную часть

прибора. Противодействующий момент создается закручиванием тонкой нити из фосфористой бронзы, на которой подвешена подвижная часть прибора. Угол поворота рамки зависит от величины силы тока, протекающего по обмотке рамки, и противодействующего момента подвеса. Отсчет угла поворота производится с помощью светового указателя. На оси подвижной части гальванометра укреплено зеркало, на которое падает луч от лазерной указки. Отраженный от зеркала луч падает на шкалу, находящуюся от зеркала на расстоянии 1,5 м. Величина смещения светового указателя на шкале является мерой силы тока, протекающего через обмотку рамки гальванометра. Зеркальный гальванометр позволил провести независимую оценку сопротивления и температуры в рабочей камере автоклава.

Время задержки определялось с помощью частотомера 43-34, предназначенного для автоматических измерений. Электронно-счетный частотомер измеряет частоту импульсного сигнала в диапазоне от 10 Гц до 5 МГц. Длительность входных импульсных сигналов должна быть не менее 0,1 мкс в диапазоне частот от 200 Гц до МГц.

Погрешность измерения прибором частоты определялась следующим образом

у0- основная относительная погрешность частоты внутреннего кварцевого генератора составляет ±2 • 10-7; /к - измеряемая частота в Гц. Т - время измерения в секундах.

Основная относительная погрешность частоты внутреннего кварцевого генератора не превышает величины ±5 • 10-7.

Принцип действия частотомера основан на подсчете числа периодов неизвестной частоты за известный, высокоточный отрезок времени, называемый временем измерения. При времени измерения 1 секунда количество подсчитанных периодов и есть значение измеряемой частоты в герцах.

Частотомер электронно-счетный Ч3-34

Осциллограф универсальный С1-93

Использовался для исследования формы электрических сигналов путем визуального наблюдения в диапазоне частот от 0 до 15 МГц измерения размахов в диапазоне от 0,01 до 200 В и временных интервалов от 0,8 • 10-7до 1,0 с.

Таблица П. 2 - Скорость звука 2-метилпентан под давлением при частоте 3,3 МГц

р, атм/ 1, С 20,8 39,9 79,9 100,0 120,2

1 1056,7 893,2 806 721,1 636

100 1145,7 994,6 916,6 839,1 764,2

200 1212,1 1065,8 1002,7 946,7 887,3

300 1271,6 1141,5 1081,6 1023,9 973,4

400 1326,8 1202,5 1145,8 1091,3 1045,0

500 1379,2 1259,0 1204,4 1152,9 1108,9

600 1426,8 1310,7 1257,5 1207,9 1165,4

700 1470,9 1358,2 1308,7 1260,6 1219,4

800 1512,5 1403,9 1354,5 1308,5 1267,1

900 1550,9 1445,3 1397,9 1353,3 1313,0

1000 1588,7 1487,2 1440,5 1395,8 1357,1

1100 1627,3 1523,8 1478,9 1432,9 1398,3

1200 1661,5 1561,1 1516,4 1474,4 1436,4

1300 1691,9 1595,3 1551,5 1510,8 1473,7

1400 1724,8 1630,4 1586,0 1545,1 1507,0

1500 1754,6 1660,7 1620,7 1578,0 1543,0

1600 1783,0 1691,7 1649,0 1610,0 1575,2

1700 1808,5 1722,9 1681,2 1642,5 1607,1

1800 1839,9 1752,1 1710,2 1671,8 1638,8

1900 1866,8 1779,3 1737,8 1701,0 1667,9

2000 1892,9 1807,9 1765,4 1729,7 1695,0

2500

2000

1500

1000

500

♦ • I к * * 1

♦ г А * * ■

♦ ■ £ £ I •

♦ ; * 4 * I * *

* : 4 7 : I ♦ * 1

X

А

♦ 20,8

- 39,9 А 59,3 Х79,9 х 100

• 120,2 +

- авт 20,8

■ авт 39,9 ♦ авт 59,3

■ авт 79,9 ' авт 100

> авт 120,2

50

100

150

200

250

0

0

Рисунок П. 5. Сравнение скорости звука по изотермам под давлением автора и [114]