ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Толуол жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия,изохорная и изобарная теплоемкости и скорость звука при температурах от 180 К до 700 К и давлениях до 100 МПа

Издание официальное

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. № 432-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 толуола в

однофазной области

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

Библиография

[1J ГСССД 393 — 2021. Толуол жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия, изохорнзя и изобарная теплоемкости и скорость звука при температурах от 180 К до 700 К и давлениях до 100 МПа. — М: ФГУП «ВНИИМС». 2021, —43 с.

УДК 661.974:006.354    ОКС    07.030

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

Редактор Н А. Аргунова Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Л. С. Лысенко Компьютерная верстка Е.О. Асташина

Сдано в набор 27.05.2021 Подписано в печать 16.06.2021. Формат 60 "84*Л. Гарнитура Лриал.

Уел. печ. п 1.86. Уч.-иад л 168.

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 толуола...........................................................4

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

данных по свойствам толуола...............................................5

Приложение Б (обязательное) Таблицы контрольных стандартных значений

термодинамических свойств толуола    на кривой насыщения......................6

Приложение В (обязательное) Таблицы контрольных стандартных значений

термодинамических свойств толуола    в однофазной области......................8

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

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Толуол жидкий и газообразный.

Плотность, энтальпия, энтропия, изохорная и изобарная теплоемкости и скорость звука при температурах от 180 К до 700 К и давлениях до 100 МПа

State system for ensuring the uniformity of measurements. Standard reference data. Toluene, liquid and gaseous. Density, enthalpy, entropy, isochoric and isobaric heat capacities and speed of sound at temperatures from 180 К up to

700 К and pressures up to 100 MPa

Дата введения — 2021—12—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на жидкий и газообразный толуол 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 p_s рассчитаны по единому для жидкой и газовой фаз фундаментальному уравнению состояния (ФУС) — зависимости свободной энергии (функции Гельмгольца) Fot плотности р и температуры Т

- 7((о,т) * /q (м,т) + f_r (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, со = р/р ; t относительная температура, г = 77Г_1р.

Значения плотности (p_w) и температуры (Т_кр) толуола в критической точке приведены в таблице А.1 приложения А.

Уравнение для идеально-газовой составляющей свободной энергии имеет следующий вид:

Г₀ - 1п(со) 4 a, t ajt ¹ + а₃1п(т'¹) + ^ ^а» ^|п[¹ ~ ^ехр(-6,т ¹)|.    (2)

1-4 ^{L    J}

Коэффициенты {а^} и параметры {6,} уравнения (2) приведены в таблице А.З приложения А. Уравнение для неидеальной составляющей свободной энергии имеет следующий вид:

12

^fr

В формулах (3) и (4) Ъ, — коэффициенты уравнения состояния, значения которых вместе с показателями степеней Гу. t_f, /у и параметрами д^ приведены в таблице А.2 приложения А.

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

л = <от(1 + Ао)/2_кр.

где л = р/д,_р;

*„=10 V<I>4>^RV

Значения давления р_кр и фактора сжимаемости z_xp в критической точке, а также газовой постоянной R толуола приведены в таблице А1 приложения А.

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

л(т,(1)') - л(т.о>") ^ О:

<P_r(t ,ы')->р_г(х.(о")-0.

где ф_г(т. со) — безразмерная неидеальная составляющая изобарно-изотермического потенциала (потенциала Гиббса)

% = ^f, * ^Ао * ^1п(ь>)-    (⁷)

Давление на линии насыщения р₅ определяют по формуле (5) для переменной со".

Энтальпию, энтропию, изобарную и изохорную теплоемкости как в однофазных областях (для Т и со), так и на линии насыщения (для Г. со' или Г. со") вычисляют по следующим по формулам:

h = h_Q ♦ A₃RT:    (8)

s = s₀ ♦ RA₄.    (9)

c_p = c_v + /?(1+A₂)2/(1>A₁);    (10)

C_v * Cvo + A_SR\    (11)

w = L10³/?7c_p{1 ♦ A,)/cJ⁰-⁵.    (12)

где h_Q, s₀. c_v0 — энтальпия, энтропия и изохорная теплоемкость в идеально-газовом состоянии.

Термодинамические свойства в идеально-газовом состоянии определяют по формулам, полученным из Г₀(т, о») с привлечением табличных данных (см. (1]):

Коэффициенты {а) в формулах (13) — (15) и параметры (5,} в (16). а также значения энтальпии ДЛ₀ и энтропии As₀ приведены в таблице А.З приложения А. Значения Дh_Q и As_Q введены для удобства сравнения с разработанными ранее таблицами стандартных справочных данных по толуолу (см. [1]).

Энтальпия и энтропия идеального газа при Т = 0 К равны нулю. Для энтальпии учитывают также дополнительное значение = 401.49 кДж/кг. полученное в результате выполнения условия для внутренней энергии жидкой фазы в тройной точке U(T_t) = 0.

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

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

4 Расширенные неопределенности расчетных значений стандартных справочных данных по свойствам толуола

Расширенные неопределенности с доверительной вероятностью 95 % расчетных значений термодинамических свойств: плотности 5р = Др/р, изохорной 5c_v = Дcjc_v и изобарной ос_р = Дс_р/с_р теплоемкостей. а также давления на линии насыщения ор₅ определяют в соответствии с оценками, приведенными в [1).

Расширенные неопределенности расчетных значений энтальпии Дh и энтропии 5s = Asls определяют в соответствии с теорией переноса ошибок через ор по следующим выражениям:

(25)

(26)

В формулах (25) — (26) Л₃ и Д, — расчетные комплексы (20) — (21); s^t) рассчитывают по формуле (15). но без учета 1п(<о).

Расширенные неопределенности контрольных значений стандартных справочных данных толуола представлены в таблицах Б.2 и В.1 (приложений Б и В), где для всех термодинамических свойств, кроме энтальпии, приведены относительные величины неопределенностей 5А = 100 ДА/А. %; для энтальпии приведена абсолютная величина Ah. кДж/кг.

Приложение А (обязательное)

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

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

Приложение Б (обязательное)

Таблицы контрольных стандартных значений термодинамических свойств толуола 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