咨询电话 13330366960

二氧化碳(CO2)相关物理性质

所属分类:知识百科发布于 2023-06-09 13:29:04被阅读105

 

二氧化碳(CO2)相关物理性质

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CO2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,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CO2气体液化。1835年,M.Thilorier制得固态CO2(干冰)。1884年,在德国建成第一家生产液态CO2的工厂。

在自然界,CO2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以碳酸盐形成的矿石中。大气里含CO2位0.03~0.04%(体积),总量约2.75×1012t,主要由含碳物质燃烧和动物的新陈代谢产生。在国民经济各部门,CO2有着十分广泛的用途。工业CO2主要是从合成氨、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)。

一、分子特性[1-3]  见表1

表1

性  质

数  值

性  质

数  值

分子式

结构式

相对分子质量

离解常数

 

键长,pm

键能,kJ/mol

CO2

O=C=O

44.010

3.5×10-7(18℃)

4.4×10-11(25℃)

116

531.4

电离能,kJ/mol

分子直径,nm

摩尔体积(0℃,0.10Mpa),L

生成自由能,kJ/mol

通用气体常数(R),MPa·m3/(kmol·K)

1330.5

0.35~0.51

22.26

 

-394.6

0.008314

 

二、物理性质、热力学性质

 

(一)特性参数[1-3]  见表2

表2

性  质

数  值

性  质

数  值

熔点,℃

沸点,℃

相对密度(空气=1)

 

比容,m3/kg

 

绝热系数(K)

-56.6(527Kpa)

-78.5(升华)

1.524(0℃,1atm)

1.522(21.1℃,1atm)

0.5059(0℃,1atm)

0.5457(21.1℃,1atm)

1.295

临界点:

温度,℃

临界压力,MPa

临界密度,kg/m3

气体密度,kg/m3

 

1 m3气体生成液体体积,L

 

31.06

7.382

467

1.977(0℃,1atm)

1.833(21.1℃,1atm)

1.56(288K, 0.101MPa)

 

表3  临界状态及标准状态下的部分参数[7]

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

偏差系数

偏心因子

流体粘度,mPa·s

 

0.315

0.274

0.225

0.0404

 

流体粘度,mPa·s

定压比热,KJ/(Kg·K)

定容比热,KJ/(Kg·K)

0.0138

0.85

0.661

 

 

表4  二氧化碳的亨利系数值[7]

温度,℃

数值,10-6mmHg

温度,℃

数值,10-6mmHg

40

50

1.77

1.95

50

60

2.15

2.59

注:1mmHg=133.3Pa.

 

 

表5   二氧化碳的压缩系数[4]

压力

MPa

温           度  ℃

0

20

40

60

80

100

0.1013

5.0662

7.5994

10.1325

12.666

15.199

17.7319

20.2650

22.7981

25.3312

27.8644

30.3975

35.4638

40.5300

45.5962

50.6625

1.0000

0.1050

0.1530

0.2020

0.2490

0.2950

0.3405

0.3850

0.4305

0.4740

0.5170

0.5595

0.6445

0.7280

0.8090

0.8905

-

0.6336

0.1677

0.2130

0.2590

0.3038

0.3471

0.3904

0.4337

0.4752

0.5167

0.5577

0.6383

0.7184

0.7967

0.8740

-

0.7414

0.5408

0.2695

0.2922

0.3288

0.3677

0.4078

0.4475

0.4867

0.5268

0.5657

0.6424

0.7179

0.7916

0.8635

-

0.8068

0.6895

0.5420

0.4182

0.3976

0.4145

0.4448

0.4776

0.5124

0.5473

0.5821

0.6543

0.7248

0.7945

0.8642

-

0.8477

0.7642

0.6749

0.5871

0.5260

0.5039

0.5105

0.5271

0.5519

0.5813

0.6110

0.6749

0.7394

0.8044

0.8694

-

0.8832

0.8184

0.7540

0.6932

0.6427

0.6090

0.5962

0.5984

0.6116

0.6295

0.6515

0.7038

0.7602

0.8191

0.8788

 

表6  液体二氧化碳密度-温度对照表[1-3]

温度 ℃

密度kg/m3

温度 ℃

密度kg/m3

31.0

30.0

27.5

25.0

22.5

20.0

17.5

15.0

12.5

10.0

7.5

5.0

2.5

0.0

-2.5

-5.0

-7.5

-10.0

463.9

596.4

661.0

705.8

741.2

770.7

795.5

817.0

838.5

858.0

876.0

893.1

910.0

924.0

940.0

953.0

968.0

980.8

-12.5

-15.0

-17.5

-20.0

-22.5

-25.0

-27.5

-30.0

-32.5

-35.0

-37.5

-40.0

-42.5

-45.0

-47.5

-50.0

-55.0

 

993.8

1008.1

1018.5

1029.9

1041.7

1052.6

1063.6

1074.2

1084.5

1094.9

1105.0

1115.0

1125.0

1134.5

1144.4

1153.5

1172.1

 

 

表7  固体二氧化碳温度-密度对照表[4]

温度 ℃

密度kg/m3

温度 ℃

密度kg/m3

-56.6

-60

-65

-70

1512

1522

1535

1546

-75

-80

-85

-90

1557

1566

1575

1782

 

表8  二氧化碳的粘度(0.101325MPa,u×106) [4]

温度 ℃

粘度 Pa·s

温度 ℃

粘度 Pa·s

-100

-75

-50

-25

0

20

25

8.86

10.07

11.26

12.47

13.67

14.63

14.86

50

75

100

150

200

250

300

16.07

17.16

18.27

20.45

22.54

24.56

26.46

 

表9  液体二氧化碳的粘度(η×106[4]

温度 ℃

粘度 Pa·s

温度 ℃

粘度 Pa·s

0

5

10

15

99

92.5

85.2

78.4

20

25

29

30

71.2

62.5

53.9

53.0

 

表10  二氧化碳在不同压力及温度下的粘度

(u×106,u=ut+5.25×10-3ρ1.7,密度≤0.63×103kg/m3)

压力

MPa

温           度  ℃

0

10

20

30

40

50

60

80

100

125

150

200

0.101

2.026

4.053

6.080

8.106

10.132

12.159

14.186

16.212

18.238

20.265

25.331

30.398

14.0

14.3

14.4

14.7

15.7

14.8

15.1

15.9

 

 

15.2

15.5

16.2

18.5

 

15.7

15.9

16.6

18.3

24.2

45.1

16.1

16.3

16.9

18.2

21.2

29.7

42.1

 

16.5

16.7

17.3

18.4

20.5

24.5

28.6

36.6

44.4

 

17.4

17.6

18.0

18.9

20.3

22.3

24.7

29.9

34.9

38.6

44.0

 

18.3

18.5

18.8

19.6

20.6

22.0

24.1

26.8

29.8

33.2

36.8

44.6

52.9

19.4

19.2

19.6

20.2

21.0

22.0

23.4

25.0

27.1

29.2

31.8

38.1

43.8

20.4

20.0

20.3

20.8

21.5

22.3

23.4

24.6

27.6

27.7

29.5

34.4

39.3

22.4

22.5

22.7

23.1

23.6

24.2

24.9

25.7

26.7

27.6

28.8

31.9

35.2

 

(二)相变[1-3]  见表Ⅱ.2.10-9

表11

性  质

数  值

性  质

数  值

三相点:

温度,℃

压力,Mpa

汽化热,kJ/kg

熔化热,kJ/kg

 

 

-56.57

0.518

347

195.82

 

升华状态:

温度,℃

升华热,kJ/Kg

固态密度,kg/m3

气态密度,kg/m3

0.       101Mpa

-78.5

573.6

1562

2.814

 

表12  二氧化碳在不同温度下的汽化热[4]

温度 ℃

汽化热 kJ/kg

温度 ℃

汽化热 kJ/kg

-56.57

-55

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

347.77

345.18

337.06

328.82

320.41

311.75

302.80

293.63

283.63

270.04

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

31

261.54

248.95

234.85

219.03

201.21

180.20

155.23

119.37

62.97

0.00

 

表13  液体二氧化碳饱和蒸汽压

温度 ℃

饱和蒸汽压 KPa

温度 ℃

饱和蒸汽压 KPa

温度 ℃

饱和蒸汽压 KPa

温度 ℃

饱和蒸汽压 KPa

-59

-58

-57

-56

-55

-54

-53

-52

-51

-50

-49

-48

-47

-46

-45

-44

-43

-42

-41

-40

-39

-38

-37

465.96

487.15

509.05

531.67

555.05

579.19

604.10

629.80

656.30

695.65

711.8

740.9

770.7

801.5

833.3

865.8

899.4

933.9

969.4

1005.9

1043.4

1081.9

1121.5

-36

-35

-34

-33

-32

-31

-30

-29

-28

-27

-26

-25

-24

-23

-22

-21

-20

-19

-18

-17

-16

-15

-14

1162.0

1203.8

1246.6

1290.4

1335.5

1381.6

1428.9

1477.5

1527.2

1578.3

1630.4

1683.9

1738.5

1794.6

1852.0

1910.6

1970.6

2032.0

2094.8

2159.0

2224.6

2291.7

2360.2

-13

-12

-11

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2430.2

2501.7

2574.7

2649.4

2725.5

2803.2

2882.7

2963.6

3046.3

3130.7

3216.7

3304.5

3394.0

3485.3

3578.4

3673.3

3769.9

3868.6

3969.1

4071.5

4176.0

4282.4

4390.8

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

4501.4

4613.9

4728.5

4845.3

4964.4

5085.7

5209.3

5335.1

5463.5

5549.2

5727.4

5863.1

6001.4

6142.4

6286.1

6432.8

6582.1

6734.6

6890.1

7048.9

7210.9

7376.3

(三)工程量值[1-3]  见表14

表14

性  质

数  值

性  质

数  值

气体粘度,mPa·s

表面张力,mN/m

比热容,kJ/(kg·K)

Cp

Cv

0.0138(0℃,0.101MPa)

9.13(-25℃)

(0℃,0.101MPa)

0.845

0.651

热导率

 

折射率

 

52.75(0℃,

0.101Mpa)/[W/(m·K)]

1.0004506(0℃,

0.101MPa,λ=546.1)

 

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)

-78.5

-50.5

10.7

11.8

0

 

13.9-14.4

 

表16  二氧化碳在不同温度极压力下的导热系数[mW/(m·K)]

温度 ℃

压      力 MPa

0.1013

3.040

5.066

7.093

10.132

15.199

20.265

-75

-50

0

10

20.

30

40

50

100

150

200

250

300

8.7

10.7

14.5

15.4

16.0

16.9

17.7

18.5

22.3

26.3

30.1

34.0

37.9

-

-

18.3

18.8

19.3

19.9

20.4

20.9

24.3

27.9

31.5

35.1

39.0

-

-

-

-

24.1

24.0

23.8

24.0

26.3

29.4

32.8

36.3

39.8

-

-

-

-

-

31.5

30.0

29.0

29.0

31.4

34.4

37.7

40.9

-

-

110.1

104.0

97.0

87.0

68.6

44.7

33.8

34.5

36.9

39.5

42.7

-

-

112.8

107.7

102.2

95.8

88.5

79.8

45.7

44.0

41.9

43.7

46.3

-

-

115.1

110.8

106.4

101.2

95.9

89.9

59.9

49.4

47.3

48.1

49.8

 

 

(四)热力学参数[1-3]  见表17 

表17

性  质

数  值

性  质

数  值

气体粘度,mPa·s

表面张力,mN/m

比热容,kJ/(kg·K)

Cp

Cv

0.0138(0℃,0.101MPa)

9.13(-25℃)

(0℃,0.101MPa)

0.845

0.651

热导率

 

折射率

 

52.75(0℃,

0.101Mpa)/[W/(m·K)]

1.0004506(0℃,

0.101MPa,λ=546.1)

 

表18  气体二氧化碳的热容(KJ/Kmol·℃)

压力

Pa

温    度

0

25

50

100

200

300

1.013×105

5.066×105

1.013×106

2.533×106

5.066×106

1.013×107

2.027×107

3.040×107

4.053×107

5.066×107

6.080×107

8.108×107

1.013×108

36.781

39.546

43.301

103.633

94.248

89.286

84.504

79.902

76.048

74.021

72.184

71.445

37.600

39.546

42.122

52.046

106.039

95.635

90.125

85.892

83.865

81.658

80.731

38.628

39.904

41.753

48.182

61.062

120.606

99.690

91.223

86.261

83.136

77.981

74.860

40.276

41.014

41.992

45.274

51.497

71.545

93.430

84.235

78.533

74.121

70.447

65.295

63.818

43.720

44.030

44.389

45.467

47.364

52.026

61.441

67.092

67.841

67.002

66.123

64.956

64,206

46.515

46.695

46.904

47.564

48.652

51.118

55.381

58.855

61.441

62.739

63.118

62.892

62.739

 

(五)溶解度

表19  CO2在水中的溶解度对照表

 

温度 ℃

a×102

mL/mL

q×102

g/100g

温度 ℃

a×102

mL/mL

q×102

g/100g

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

171.3

164.6

158.4

152.7

147.3

142.4

137.7

133.1

128.2

123.7

119.4

115.4

111.7

108.3

105.0

101.9

98.5

95.6

33.46

32.13

30.91

29.78

28.71

27.74

26.81

25.89

24.92

24.03

23.18

22.39

21.65

20.98

20.32

19.70

19.03

18.45

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

35

40

45

50

60

92.8

90.2

87.8

85.4

82.9

80.4

78.1

75.9

73.8

71.8

69.9

68.2

66.5

59.2

53.0

47.9

43.6

35.9

17.89

17.37

16.88

16.40

15.90

15.40

14.93

14.49

14.06

13.66

13.27

12.92

12.57

11.05

9.73

8.60

7.61

5.76

说明

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)

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

乙醇

甲苯

二甲苯

乙醚

醋酸甲酯

丙酮

220

100

 

21

 

300

350

460

66

40.4

 

8.7

7.8

90

101

127

24.5

28

 

4.4

4.9

36

41

50

11.4

 

 

3.0

2.6

17.5

20.5

24

6.3

5.3

 

3.5

1.9

9.6

11.5

13

5.0

4.3

2.9

3.4

 

7.8

9.2

10.5

4.1

3.6

2.71

3.0

2.31

6.3

7.4

8.2

3.6

3.2

2.59

2.8

 

 

6.0

6.6

3.2

 

 

 

 

 

 

5.4

 

联系人:王先生
咨询电话:13330366960 / 15023522919
联系地址:重庆市巴南区旭辉乐活城29A栋20-9
如需转载,请注明文章出处和来源网址:https://www.cqqba.com/News_1fe3423c.aspx
相关文章
氨储存和使用环节的常见安全隐患

氨储存和使用环节的常见安全隐患

本章来源:中国化学品安全协会

了解详情>>
绿电与绿色甲醇混合动力保障石油及粮食安全 | Engineering

绿电与绿色甲醇混合动力保障石油及粮食安全 | Engineering

了解详情>>
罐区VOC改造闪爆事故思考:储罐氮封的最大意义到底是什么

罐区VOC改造闪爆事故思考:储罐氮封的最大意义到底是什么

了解详情>>
垫片的选择

垫片的选择

了解详情>>
客服电话 周一到周五 (9:00-18:00)
13330366960
15023522919
微信咨询
QQ咨询 欢迎加微信咨询微信咨询 15023522919
13330366960
电话咨询
在线咨询 返回顶部