One- and two-phase isochoric heat capacity measurements of aqueous solution of nacl near the critical point of pure water

Authors

  • Ilmutdin M. Abdulagatov,

    Corresponding author
    1. Institute for Geothermal Research of the Dagestan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 367030 Makhachkala, Kalinina 39-A, Dagestan, Russia
    Current affiliation:
    1. Physical and Chemical Properties Division, National Institute of Standards and Technology, 325 Broadway, Boulder, Colorado 80303–3328, USA
    • Institute for Geothermal Research of the Dagestan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 367030 Makhachkala, Kalinina 39-A, Dagestan, Russia
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  • Vasilii I. Dvoryanchikov,

    1. Institute for Geothermal Research of the Dagestan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 367030 Makhachkala, Kalinina 39-A, Dagestan, Russia
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  • Abdurakhman N. Kamalov,

    1. Institute for Geothermal Research of the Dagestan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 367030 Makhachkala, Kalinina 39-A, Dagestan, Russia
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  • Elena G. Abramova,

    1. Institute for Geothermal Research of the Dagestan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 367030 Makhachkala, Kalinina 39-A, Dagestan, Russia
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  • Madina A. Abdurashidova

    1. Institute for Geothermal Research of the Dagestan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 367030 Makhachkala, Kalinina 39-A, Dagestan, Russia
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Abstract

Isochoric heat capacities of H2O+NaCl solutions (0.0031 and 0.0063 mole fraction of NaCl) were measured with a high temperature and high pressure adiabatic calorimeter near the sub-critical and near the supercritical point of pure water. Temperatures ranged from 361 to 677 K. Measurements were made at six densities, namely: 367.07 and 485.59 kg·m−3 for x = 0.0031 mol fraction of NaCl and 388.65, 560.03, 607.05, and 973.70 kg·m−3 for x = 0.0063 mol fraction of NaCl. Measurements were conducted in the two-and one-phase regions including near phase transition temperatures TS(ρ). The phase transition temperatures TS(ρ) and saturated isochoric heat capacity values CVX have been determined for each isochore. The uncertainty in heat capacity measurements is estimated to be 3.5% to 4.5% near the phase transition and critical points. Present and previous results of heat capacity measurements were compared with predictions from the crossover (CREOS) and Pitzer—Tanger–Hovey equations of state (PTH EOS). Our previous heat capacity measurements were found to deviate systematically from crossover-model predictions. The present results show good agreement with the crossover model for the composition x = 0.0031 mol fraction.

Abstract

Le pouvoir calorifique isochore de solutions de H2O+NaCl (fraction molaire du NaCl de 0,0031 et 0,0063) a été mesuré à l'aide d'un calorimètre adiabatique à température et à pression élevées près des points sous-critique et supercritique de l'eau pure. Les températures variaient entre 361 et 677 K. Des mesures ont été effectuées à six masses volumiques, soient: 367,07 et 485,59 kg·m−3 pour une fraction molaire de NaCl de x = 0,0031 et 388,65, 560,03, 607,05 et 973,70 kg·m−3 pour une fraction molaire de NaCl de x = 0,0063. Les mesures ont été prises dans les régions biphasique et monophasique, y compris près des températures de transition de phase TS(ρ). Les températures de transition de phase TS(ρ) et les valeurs du pouvoir calorifique isochore sature CVX ont été déterminées pour chaque isochore. L'incertitude dans les mesures de pouvoir calorifique est estimée à 3,5–4,5% près de la transition de phase et des points critiques. Les résultats actuels et antérieurs des mesures de pouvoir calorifique ont été comparés avec les prédictions des équations d'état de croisement (CREOS) et de Pitzer—Tanger–Hovey (PTH EOS). On a trouvé que nos mesures de pouvoir calorifique antérieures s'écartaient systématiquement des prédictions de modèle de croisement. Les résultats actuels concordent bien avec le modèle de croisement pour la fraction molaire de composition de x = 0,0031.

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