ВУЗ: Украинский Государственный химико-технологический Университет
Категория: Методичка
Дисциплина: Химия
Добавлен: 06.02.2019
Просмотров: 2135
Скачиваний: 4
46
2. У склянку набираємо 40–50 см
3
досліджуваної рідини (наприклад, вода),
та отвір замикаємо пробкою з термометром, обгорнутим шаром вати.
3. За допомогою насоса Камовського створюємо розрідження до рівня
150 –250 мм рт. ст.
4. Триходовим краном від'єднуємо систему від насоау Камовського та
навколишнього середовища.
5. Перевіряємо систему на герметичність.
6. Вмикаємо нагрівач та чекаємо поки вода закипить.
7. Як тільки температура кипіння перестала змінюватися, заносимо її
значення та показники манометра до таблиці.
8. Тимчасово з'єднуючи систему з атмосферою за допомогою триходового
крана підвищуємо тиск на 50–70 мм рт. ст. Очікуємо встановлення нового
значення температури кипіння та заносимо дані до таблиці.
9. Ступінчато підвищуючи тиск заносимо нові дані до таблиці.
Тиск у системі розраховуємо враховуючи атмосферний тиск, величина
якого під час дослідження складала 750 мм рт. ст.: P = 750 – (H
1
+ H
2
), мм рт. ст.
Заносимо результати експерименту до таблиці:
№ t,
0
C
Т, К
1/Т, К
-1
H
1
, мм H
2
, мм P, мм рт. ст. ln(P, мм рт. ст.)
1
64
337
0,00297
293
292
165
5,106
2
71
344
0,00291
258
257
235
5,460
3
77
350
0,00286
228
227
295
5,687
4
81
354
0,00282
198
197
355
5,872
5
87
360
0,00278
145
145
460
6,131
6
92
365
0,00274
93
92
565
6,337
7
97
370
0,00270
25
25
700
6,551
ОБРОБКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДАНИХ
За даними таблиці будуємо на міліметрівці залежності P=f(T) і lnP=f(1/T).
330
340
350
360
370
200
400
600
800
P, мм.рт.ст.
Т, К
Рис. 1. Залежність температури кипіння
води від зовнішнього тиску або тиску
насиченої пари води від температури
Рис. 2. Залежність температури кипіння
води від зовнішнього тиску в лінійних
координатах рівняння Клапейрона-
Клаузіуса
47
Графічним шляхом визначаємо кутовий коефіцієнт побудованої прямої
(похідну
T
1
d
P
ln
d
). Для цього на прямій вибираємо дві точки; із цих точок
опускаємо проекції на осі і знаходимо їх координати. Знайдені координати
точок 1 і 2 мають такі значення:
lnР
1
=6,469,
1
T
1
=2,72∙ 10
-3
К
-1
; lnР
2
=5,252,
2
T
1
=2,94∙ 10
-3
К
-1
.
Знаходимо похідну:
K
5531
10
72
,
2
10
94
,
2
469
,
6
252
,
5
T
1
T
1
P
ln
P
ln
T
1
d
P
ln
d
3
3
1
2
1
2
.
В свою чергу похідна дорівнює
R
H
T
1
d
P
ln
d
Вип
.
Звідси обчислюємо значення молярної теплоти пароутворення води:
моль
Дж
45984
K
5531
K
моль
Дж
314
,
8
T
1
d
P
ln
d
R
H
Вип
Розраховуємо питому теплоту пароутворення води:
кг
кДж
кг
Дж
моль
кг
моль
Дж
M
H
H
пит
47
,
255
2554667
018
,
0
45984
.
Висновок: Отримана експериментальна залежність температури кипіння
води від тиску підкоряється рівнянню Клапейрона-Клаузіуса. За цим рівнянням
розраховано молярну та питому теплоти пароутворення води, яка складає
45984 Дж/моль (255,47 кДж/кг).
48