Critical and Supercritical Phenomena in Benzene
Authors: Полихрониди Н.Г. , Батырова Р.Г. , Абдулагатов И.М. 
Published: September 2024

Одно- (C) и двух- фазные (C) теплоемкости при постоянном объеме, плотность (ps), температура в точке фазового перехода (T) бензола были измерены в критической и сверхкритической областях. Измерения были проведены в непосредственно близи температуры фазового перехода жидкость-газ и критической точки, для точного определения термодинамических свойств (T, p, C, C) на кривой сосуществования жидкость-газ. Измерения проводились в температурном интервале от 347 до 616 K для 6 жидких и 5 паровых изохор между 265 и 653 кг • м при давлениях до 7,5 МПа, используя высокотемпературный адиабатический калориметр высокого давления. Погрешность измерения плотности, температуры, и изохорной теплоемкости, C, с уровнем доверительной вероятности 95 %, составляет 0,15 %, 15 мК, и 3 %, соответственно. Измеренные значения одно- (C) и двух-фазной (CV) теплоемкостей вдоль критической изохоры и плотности на линии насыщения со стороны жидкости (pS) и пара (р§) вблизи критической точки были использованы для точного определения теоретически важных асимптотических критических амплитуд (A и В) и связанных с ними амплитуд других термодинамических свойств (Г, D,ξ) и их универсальных соотношений, A/A, АГB, αAГВ, DГ+В, ξ (αA/Vc)1/3 Плотности на линии насыщения вместе с измеренными значениями двухфазных теплоемкостей Cv, были использованы для определения значения параметра асимметрии а (параметра теории «завершенного» скейлинга) и параметра b сингулярного диаметра кривой сосуществования. Экспериментально определенные асимптотические критические амплитуды (А и B, индивидуальные параметры вещества), были использованы для проверки и подтверждения предсказывающей способности универсальных соотношений, описывающих зависимость критических амплитуд от ацентрического фактора ю, на основе обобщенного принципа соответственных состояний. Измеренные значения C как функция удельного объема V вдоль различных изотерм в двухфазной области были использованы для определенияd P температурных производных давления насыщенных паров и химического d ц потенциала dT2, и оценки параметра Янг-Янг аномалии R для бензола. Вклад C _ V T давления насыщенных паров,Cvp = VcT d2Ps/dT2, и химического потенциала, Cvμ=-T d2μ/dT2 , в сингулярность экспериментально наблюдаемое значение полной двухфазной теплоемкости C = C + C были определены
Single- (C) and two-phase (C) isochoric heat capacities, densities (p), and phase-transition temperatures (T) of benzene were measured in the critical and supercritical regions. Measurements were made in the immediate vicinity of the liquid-gas phase transition and the critical point in order to accurately determine the phase transition properties (T, p, C and C). The measurements have been made over the temperature range from 347 to 616 K for 6 liquid and 5 vapor isochores between 265 and 653 kg • mr at pressures up to 7,5 MPa. The measurements were performed using a high-temperature, high-pressure, nearly constant-volume adiabatic calorimeter. The combined expanded uncertainty of the measurements of density, temperature, and isochoric heat capacity, C, at the 95 % confidence level with a coverage factor of k = 2 is estimated to be 0,15%, 15 mK, and 3,0%, respectively. The measured single- (C) and two-phase (CV) isochoric heat capacities along the critical isochore and the saturated liquid (p') and vapor (p") densities near the critical point were used to accurately estimate the theoretically meaningful asymptotic critical amplitudes (Aо and B) and related amplitudes for other properties (Г, D,ξ) as well as their universal relations, A/A, АГB, αAГВ, DГ+В, ξ (αA/Vc)1/3 Saturated liquid and vapor densities together with I c ) measured two-phase C data were used to estimate the values of asymmetric parameters a («complete» scaling parameter) and b of the coexistence curve singular diameter. The experimentally determined asymptotical critical amplitudes A+ and B (fluid-specific parameters) were used to check and confirm the predictive capability of the universal correlation in terms of their dependence on the acentric factor o>, based on Q as a function of the specific volume Valong various isotherms were used to calculate second dP d temperature derivatives of the vapor-pressure dr and chemical potential d-2 and to estimate the value of Yang-Yang anomaly strength parameter R for benzene. The d P contributions of the vapor-pressure, Cvp = VcT d2Ps/dT2 , and chemical potential, Cvμ=-T d2μ/dT2 , to the measured total two-phase C were estimated.