Определение теплоты парообразования легко летучей жидкости по зависимости давления насыщенных паров от температуры

Жидкость, помещенная в сосуд, объем которого больше объема воды, начинает испаряться. Молекулы, покинувшие жидкость, диффундируют в находящийся над ней воздух. Если сосуд закрыт, то со временем меж жидкостью и её паром устанавливается ди­намическое равновесие. Пар насыщен. Давление насыщенного пара находится в зависимости от температуры. С увеличением температуры давление его возрастает и может добиться давления воздуха над жидкостью. При всем этом, если в воды находятся пузырьки растворенного воздуха, жидкость начинает испаряется не только лишь со собственной поверхности, да и в пузырьки. Пузырьки разрастаются и всплывают — происходит кипение. При длительном кипении жидкость обедняется пузырьками, кипение прекращается, жидкость перегревается. При случайном возникновении пузырьков, к примеру, из пор стен сосуда, кипение происходит со взрывом, при всем этом температура воды несколько миниатюризируется. В курсе термодинамики выводится уравнение, называемое уравнением Клапейрона-Клаузиуса: (1) Уравнение (1) связывает dP – изменение давления и dT – изменение тепературы с — удельной теплотой перехода из одног агрегатного состояния в другое. Применим уравнение (1) к переходу жидкость-газ. Объём газа с неким приближением можно взять из уравнения Клапейрона-Менделеева: . Тогда получим другой вид уравнения (1): Теплота испарения сравнимо слаба находится в зависимости от температуры , можно считать неизменной и воспользоваться интегральной формой уравнения: (2) Уравнение (2) в координатах lnP и представляет собой прямую линию с угловым коэффициентом . Определив из графикауравнения (2) значение углового коэффициента и приравняв его , просто вычилить . 1. Сосуд с испытуемой жидкостью. 2. Оборотный холодильник. 3. Водяной термостат. 4. Указатель температуры. 5. Сушилка-сосуд, заполненный . 6. Ртутный манометр. 7. Маностат. 8. Игловатый клапан. 9. Вакуумный клапан.

Выполнение работы

1.Обогащают воздухом испытываемую жидкость, для этого: а) отчасти откачивают из системы воздух ; б) открывают кран игловатого клапана (8) и очень медлительно впускают в систему воздух из атмосферы. 2. Нагревают воду термостата до 75° и ожидают 5-7 мин. для того, чтоб жидкость в сосуде (1) приняла температуру термостата. 3.Откачивая воздух из системы, принуждают испытываемую жидкость закипеть. В момент кипения (возникновение 3-4 пузырьков из глубины воды) фиксируют температуру кипения и высоты и уровней ртути в манометре, не давая воды длительно кипеть. Для прекращения кипения незначительно наращивают давление в системе 4. Понижая температуру воды в термостате, сначала на 5-7°, а начиная с 50° — на 2-3° методом доливания прохладной воды создают 12-15 подобных измерений. Данные измерений представляют в таблице.

t°, C

T, K

lnP

5. По экспериментальным данным строят график P=P(Т). 6. На графике берут произвольные 10-12 точек, вычисляют для их значения и , строят график (см. формулу 2). 7. Определив угловой коэффициент приобретенной прямой, вычисляют l.