ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Ксенон жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия,изохорная, изобарная теплоемкости и скорость звука при температурах от 162 К до 750 К и давлениях до 100 МПа

Издание официальное

—^"1    Москва

§£]1 Стандартинформ

3-J    2021

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Главным научным метрологическим центром «Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов» (ГНМЦ «ССД»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 180 «Государственная служба стандартных справочных данных»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2021 г. № 434-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. Л/р 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официалыюм сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ. оформление. 2021

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии И

Приложение В (обязательное)

Таблицы контрольных стандартных значений термодинамических свойств ксенона в

однофазной области

Таблица В.1 — Контрольные стандартные значения термодинамических свойств ксенона в однофазной области

р	Р	ft	а		ср	IV
	Лр	дft	8s	К		bw
Г = 162.0 К
0,1	2962.3	49.3	0.6111	0.168	0.339	651.7
	0.20	0.4	0.17	2.0	2.0	1.00
1,0	2966.6	49.5	0.6104	0.168	0.338	654.8
	0.20	0.4	0.17	2.0	2.0	1.00
Г = 300.0 к
0.1	5,2907	168.0	1.2956	0,095	0.160	177.6
	0.20	0.1	0.02	2.0	2.0	1.00
5,0	396,22	148.2	0.9996	0,131	0.435	155.4
	0.20	0.1	0.03	2.0	2.0	1.00
50.0	2449.8	103.3	0.7713	0.136	0.310	544.0
	0.20	0.2	0.08	2.0	2.0	1.00
100.0	2725.0	112,9	0.7390	0.143	0.280	690,2
	0.20	0.4	0,10	2.0	2.0	1.00
7 = 400.0 К
0,1	3.9561	184.0	1.3415	0,095	0.159	205.4
	0.20	0.1	0.02	2.0	2.0	1.00
5.0	221.18	174.7	1.0774	0.102	0.208	202.1
	0.20	0.1	0.02	2.0	2,0	1.00
50.0	1940.7	134,2	0.8601	0.122	0.304	427.8
	0,20	0.1	0.05	2.0	2.0	1.00
100.0	2368.9	140.3	0.8180	0.130	0.268	597.2
	0.20	0.2	0.07	2.0	2.0	1.00
7 = 500.0 К
0.1	3.1612	199.8	1.3770	0.095	0.159	229.7
	0.20	0.1	0.02	2.0	2,0	1.00
5.0	165.38	194.0	1.1203	0,098	0.182	231.4
	0.20	0.1	0.02	2.0	2.0	1.00
50.0	1518.5	163.2	0.9251	0.114	0,275	374.4
	0,20	0.1	0.04	2.0	2.0	1.00
100.0	2059.9	166.3	0.8761	0.121	0,252	538.2
	0.20	0.2	0.06	2.0	2.0	1.00
7 = 600.0 К
0.1	2.6329	215.7	1.4059	0.095	0.159	251.7
	0.20	0.1	0.02	2.0	2.0	1.00

Окончание таблица В. 1

р Р Л S ср W лр дл 6s 6еу *ср &TV 5.0 134.08 211.6 1,1525 0.097 0.172 255.4 0.20 0.1 0.02 2.0 2.0 1.00 50.0 1223.6 189.1 0,9724 0.109 0.244 360.3 0.20 0.1 0.03 2.0 2.0 1.00 100.0 1805.3 190.7 0.9206 0.116 0,236 504.6 0.20 0.2 0.05 2.0 2.0 1.00 Г =750.0 К 0.1 2.1056 239.5 1.4413 0.095 0.158 281.4 0.20 0.1 0.02 2.0 2.0 1.00 5.0 105.40 236.9 1.1902 0.096 0.166 286.5 0.20 0.1 0.02 2.0 2.0 1.00 50.0 948.28 223.1 1.0231 0.105 0.212 366.7 0.20 0.1 0.03 2.0 2.0 1.00 100.0 1513.4 224.6 0.9711 0.111 0.216 482.9 0.20 0.1 0.04 2.0 2.0 1.00

Библиография

[1J ГСССД 395 — 2021. Ксенон жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия, изохорная, изобарная теплоемкости и скорость звука при температурах от 162 К до 750 К и давлениях до 100 МПа. — М: ФГУП «ВНИИМС». 2021, —45 с.

УДК 546.295:006.354    ОКС    07.030

Ключевые слова: государственная система обеспечения единства измерений, стандартные справочные данные, жидкий и газообразный ксенон, термодинамические свойства, энтальпия, энтропия, иэо-хорная. изобарная теплоемкости, скорость звука

Редактор Н А. Аргунова Технический редактор И.Е. Черепкова Корректор М.И. Першина Компьютерная верстка Е.О. Асташина

Сдано в набор 27.05.2021 Подписано в печать 10.06.2021. Формат 60 "84*Л. Гарнитура Лриал.

Уел. печ. п 1.86. Уч.-иад л 1.58.

Подготовлено па основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Создано в единичном исполнении во ФГУП кСТАНДАРТИМФОРМ» для комплектования Федерального информационного фонда стандартов 117418 Москва, Нахимовский лр-т, д. 31. к. 2. www.gostinfo.ru inbj@gostnfo.ru

Содержание

1    Область применения.......................................................... 1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Общие положения....................................................................1

4    Расширенные неопределенности расчетных значений стандартных справочных

данных по свойствам ксенона...........................................................3

Приложение А (обязательное) Основные физические параметры и коэффициенты уравнений для определения значений стандартных справочных

данных по свойствам ксенона...............................................5

Приложение Б (обязательное) Таблицы контрольных стандартных значений

термодинамических свойств ксенона    на кривой насыщения......................6

Приложение В (обязательное) Таблицы контрольных стандартных значений

термодинамических свойств ксенона    в однофазной    области......................8

Библиография........................................................................10

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Ксенон жидкий и газообразный.

Плотность, энтальпия, энтропия, изохорная, изобарная теплоемкости и скорость звука при температурах от 162 К до 750 К и давлениях до 100 МПа

State system for ensuring the uniformity of measurements. Standard reference data. Xenon, liquid and gaseous. Density, enthalpy, entropy, isochoric and isobaric heat capacities and speed of sound at temperatures from 162 К to 750 К and

pressures up to 100 MPa

Дата введения — 2021—12—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на жидкий и газообразный ксенон и устанавливает методы расчетного определения значений стандартных справочных данных по плотности р, энтальпии h, энтропии s. изохорной теплоемкости с_у, изобарной теплоемкости с_р, скорости звука w как в однофазных областях (газ. жидкость и флюид), так и на линии фазового перехода газ — жидкость (линии насыщения), а также значений давления на линии насыщения p_s.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.566 Государственная система обеспечения единства измерений. Межгосударственная система данных о физических константах и свойствах веществ и материалов. Основные положения

ГОСТ Р 8.614 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная служба стандартных справочных данных. Основные положения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение. в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Общие положения

Стандартные справочные значения (ГОСТ Р 8.614, ГОСТ 8.566) р, h, s. с_р, с_у. и/ и р. рассчитаны по единому для жидкой и газовой фаз фундаментальному уравнению состояния (ФУС) —Зависимости свободной энергии (функции Гельмгольца) Fot плотности р и температуры Т:

^^-/(ф,т)«7₀(о>.т) + Г,(ш,т),    (1)

Издание официальное

где f, f_Qv>f_r — безразмерные полная свободная энергия, идеально-газовая и неидеальная составляющие свободной энергии, соответственно:

(о — относительная плотность, ш = р/р_<р т — относительная температура, t = Т1Т_кр Значения плотности р^, и температуры T_tp ксенона в критической точке приведены в таблице А.1 приложения А.

Уравнение для идеально-газовой составляющей свободной энергии имеет следующий вид

f_Q = ln(w) + a, + a₂r¹ + a₃ln(r^-1).    (2)

Коэффициенты {аД уравнения (2) приведены в таблице А.З приложения А.

Уравнение для неидеальной составляющей свободной энергии имеет следующий вид:

12

'г = Х⁶!*/-/-1

где

ipj ~ о/' х *■ exp^y(D^/j J.    (4)

В формулах (3) и (4) b, — коэффициенты уравнения состояния, значения которых вместе с показателями степеней г.. t_f, /_; и параметрами д. приведены в таблице А.2 приложения А.

Плотность ш в однофазных областях при заданных значениях давления р и температуры Г определяют из решения следующего уравнения:

л = <от(1 + АоУ*ч>.    (5)

где л = р/рц,;

Значения давления р,_р и фактора сжимаемости 2,_р в критической точке, а также газовой постоянной R ксенона приведены в таблице А. 1 приложения А.

Плотности газовой о>“ и жидкой а>' фаз на линии насыщения при заданной температуре Т определяют из условий фазового равновесия в результате решения следующей системы уравнений:

)л(т.to') - xft.to'’)- 0;

<р_г (т,ш^|)~*Ф/‘ (т.ш")- 0,    ⁽⁶⁾

где ф_г(^г- о>) — безразмерная неидеальная составляющая изобарно-изотермического потенциала (потенциала Гиббса)

b^sfr*\* ^1п(«>)-    <⁷)

Давление на линии насыщения p_s определяют по формуле (5) для оУ.

Энтальпия, энтропия, изобарная и изохорная теплоемкости и скорость звука как в однофазных областях (для Т и to), так и на линии насыщения (для Т, о>' или Г, to") вычисляют по следующим формулам:

h = hQ ♦ A.SRT.	(8)
s = s0 ♦ RAa\	0)
cp^cv*R{\*A7m*A,)-	(Ю)
C^c^ + AsR,	(11)
w - [lO3RTcp(1 + A|)/c„J0,5.	(12)

где h_Q, s_Q, — энтальпия, энтропия и изохорная теплоемкость в идеально-газовом состоянии.

Термодинамические свойства в идеально-газовом состоянии определяют по формулам, полученным из f₀(х, to) с привлечением табличных данных (см. [1]):

(13)

Ло «1 + аз -а₂т    (14)

s₀ = а₃(1 - Int'¹) - а, + As₀/fl.    (15)

Коэффициенты {а,} е формулах (14) (15), а также значения энтальпии ЛЛ₀ и энтропии ASq приведены в таблице А.З приложения А; значения AЛ₀ и As_fl введены для удобства сравнения с таблицами по ксенону (см. (1)). Энтальпия и энтропия равновесного молекулярного кристалла при Т= 0 К равны нулю: для идеального газа учитывается также теплота сублимации в тройной точке.

Комплексы А₀ — А₅ в формулах (5)—(12) определяют по следующим соотношениям, полученным из уравнения (3) для f_f с использованием известных дифференциальных уравнений термодинамики:

12

(i6) А*1ьл[х,(х, ,i)*u,.) У"1 (17) У-t (18) /Ь - 10,ф,(х,-•(,]; /-1 (19) /-1 (20) ^e-iv/Lfy(i“*/)} У-1 (21) X, “Г; (22) Uj - (23)

Рассчитанные стандартные справочные данные контрольных значений термодинамических свойств ксенона на линии насыщения и в однофазной области приведены в таблицах Б.2 и В.1 (приложений Б и В).

4 Расширенные неопределенности расчетных значений стандартных справочных данных по свойствам ксенона

Расширенные неопределенности с доверительной вероятностью 95 % расчетных значений термодинамических свойств: плотности бр = Ар/р, изохорной бс^, = acjc_v и изобарной 5с_р = Лс_р/с_р теплоемкостей, скорости звука 5w = Aw/iv. а также давления на линии насыщения бp_s определяют в соответствии с оценками, приведенными в (1).

Расширенные неопределенности расчетных значений энтальпии АЛ и энтропии 6s = as/s определяют в соответствии с теорией переноса ошибок через бр по следующим выражениям:

В формулах (24>—(25) А₃ и А₄ — расчетные комплексы (19)—(20); ^(т) рассчитывают по формуле (14). но без учета 1п(а>).

Расширенные неопределенности контрольных значений стандартных справочных данных ксенона представлены в таблицах Б.2 и В.1 (приложений Б и В), где для всех термодинамических свойств, кроме энтальпии, приведены относительные величины неопределенностей 6А = 100 ДАУА. %; для энтальпии приведена абсолютная величина Дh. кДж/кг.

Приложение А (обязательное)

Основные физические параметры и коэффициенты уравнений для определения значений стандартных справочных данных по свойствам ксенона

Таблица А.1 — Основные физические параметры ксенона

Физичесшй параметр, размерность Значение Молярная масса М, кг/кмоль 131.293 Газовая постоянная R, кДж/(кг • К) 0.06332761 Параметры в тройной точке: давление р{. МПа 0.08175 температура К 161.4 Параметры в критической точке: давление р,р. МПа 5.842 температура Т^. К 289.733 плотность p^j, кг/м3 1102.86 фактор сжимаемости гю 0.288701894

Таблица А.2 — Коэффициенты, показатели степеней и параметры уравнения для неидеальной составляющей ФУС ксенона (см. уравнения (3) и (4))

/		'/	h		'/
1	0.83115	1	0.25	0	0
2	-2.3553	1	1.125	0	0
3	0.53904	1	1.50	0	0
4	0.014382	2	1.375	0	0
5	0.066309	3	0.25	0	0
6	0.00019649	7	0.875	0	0
7	0.14996	2	0.625	-1	1
8	-0.035319	5	1.75	-1	1
9	-0.15929	1	3.625	-1	2
10	-0.027521	4	3.625	-1	2
11	-0.023305	3	14.5	-1	3
12	0.0086941	4	12.0	-1	3

Таблица А.З — Коэффициенты уравнений (2) и (13)—(16) для термодинамических свойств ксенона в идеально-газовом состоянии, энтальпия ДЛ0 и энтропия ASq

г а< 1 -3.8227178129 2 3.8416395351 3 1.5 ДЛ0 = 50.313 кДж/кг: ASo = 0.61740 кДжфсг- К)

Приложение Б (обязательное)

Таблицы контрольных стандартных значений термодинамических свойств ксенона на кривой

насыщения

Таблица Б.1 — Обозначения и размерности термодинамических свойств и их неопределенностей, представленных в таблицах Б.2 и В.1 приложений Б. В

Наименование	Обозначение	Размерность
Температура	Г	К
Давление	р	МПа
Давление насыщения	Pi	МПа
Плотность	р	кг/м3
Энтальпия	h	кДж/кг
Энтропия	S	кДж/(кг-К)
Изохорная теплоемкость	cv	кДж/(кг-К)
Изобарная теплоемкость	СР	кДж/(кг-К)
Скорость звука	W	м/с
Относительная неопределенность термодинамических свойств, исключая энтальпию	6А	%
Абсолютное значение неопределенности энтальпии	Ah	кДж/кг
Примечание — В таблице Б.2, где представлены стандартные справочные значения теплофизических свойств (А) ксенона на кривой насыщения, обозначения А' и А" есть свойства насыщенной жидкости и насыщенного пара, соответственно.

Таблица Б.2 — Контрольные стандартные значения термодинамических свойств ксенона кривой насыщения

т р' Р* Л’ h- s’ S* «в. V бр' Aft’ ДЛ* 5 а &*• 162.00 0.84744Е-01 2962.25 0.84963Е+01 49.3 145.5 0.6111 1.2054 0.20 0.20 0.20 0.4 0.1 0.17 0.02 180.00 0.22153Е+00 2839,88 0.20542Е+02 55.4 147.4 0.6469 1,1578 0.20 0.20 0.20 0.3 0.1 0.14 0.02 200.00 0.52091 Е+00 2693.59 0.45521Е+02 62.5 148.8 0.6836 1.1149 0.20 0.20 0.20 0.2 0.1 0.12 0.02 220.00 0.10452Е+01 2531.25 0.88762Е+02 70.0 149,2 0,7184 1.0782 0.20 0.20 0.20 0.1 0,1 0,10 0,02 240.00 0.18712Е+01 2343,79 0.16021Е+03 78.2 148,2 0.7524 1.0442 0.20 0,20 0.20 0.1 0.1 0.08 0.02 260.00 0.30820Е+01 2111.39 0.28089Е+03 87,6 145.1 0.7878 1.0092 0.20 0.20 0.20 0.2 0.1 0.06 0.03 280.00 0.47818Е+01 1760.76 0.52701 Е+03 100.0 137.1 0.8305 0.9631 0.20 0,20 0.20 0.2 0.2 0.05 0.03 287.00 0.55243Е+01 1514.91 0.73635Е+03 107.4 130.0 0.8548 0.9336 0.20 0.20 0.20 0.2 0.2 0.04 0.03

Окончание таблицы Б. 2

е1 «=; с'о СР W w9 I бСу 5с; 5 Ср Ш 5w* 162.00 0.168 0.102 0.339 0.173 651.7 128.5 2.0 2.0 2,0 2.0 1.00 1.00 180.00 0.159 0.107 0.345 0,187 600.4 133.4 2.0 2.0 2.0 2.0 1.00 1.00 200.00 0.151 0,114 0.359 0.211 541.0 137.1 2.0 2.0 2.0 2.0 1.00 1.00 220.00 0.145 0.124 0.386 0.249 477.5 139.1 2.0 2.0 2.0 2.0 1.00 1.00 240.00 0.142 0.136 0.436 0.319 407.4 139.3 2.0 2.0 2.0 2.0 1.00 1.00 260.00 0.142 0.152 0.551 0.482 325.2 137.4 2.0 2.0 2.0 2.0 1.00 1.00 280.00 0.156 0.181 1,117 1.334 215.1 132,1 2.0 2.0 2.0 2.0 1.00 1.00 287.00 0.181 0.205 3.503 4.701 158.3 127.7 2.0 2.0 2.0 2.0 1,00 1.00

Примечание — Запись уЕ±п в таблице Б.2 нужно интерпретировать как у 10±л.