13320

ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОЇ ТЕПЛОТИ ПАРОУТВОРЕННЯ РІДИНИ

Лабораторная работа

Физика

Лабораторна робота № 5 ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОЇ ТЕПЛОТИ ПАРОУТВОРЕННЯ РІДИНИ Мета роботи: а вивчення процесів пароутворення; б експериментальне визначення питомої теплоти пароутворення води при температурі кипіння. Прилади та матеріали: калориметр з мішалкою ки

Украинкский

2013-05-11

236 KB

25 чел.

Лабораторна робота № 5

ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОЇ ТЕПЛОТИ ПАРОУТВОРЕННЯ РІДИНИ

Мета роботи: а) вивчення процесів пароутворення; б) експериментальне визначення питомої теплоти пароутворення води при температурі кипіння.

Прилади та матеріали: калориметр з мішалкою, кип'ятильник, сухопарник, технічні терези з важками, барометр-анероїд або ртутний, термометр.

Теоретичні відомості та опис приладів. Якщо рідину нагріти до температури кипіння і продовжувати нагрівати далі, то ми не виявимо підвищення температури рідини. Ця теплота йде на перетворення рідини в пару, тобто йде на перемагання молекулярних сил зчеплення і на роботу розширення (1г води при 100° займає об'єм трохи більший, ніж 1 см3, а 1 г насиченої пари при 100° - 1674 см3).

Питомою теплотою пароутворення L називається та кількість теплоти, яку треба витратити, щоб одиницю маси рідини перетворити в пару тієї самої температури. Ця кількість теплоти, витраченої на пароутворення 1 кг рідини, залежить від температури рідини. У нашій роботі питому теплоту пароутворення визначатимемо при температурі кипіння рідини, тобто визначатимемо кількість теплоти, яку треба витратити, щоб 1 кг рідини, доведеної до температури кипіння, перетворити в пару тієї самої температури.

Знайти безпосередньо питому теплоту пароутворення (кипіння) становить великі технічні труднощі. Тому для виконання даної роботи ми скористуємось положенням що теплота пароутворення дорівнює теплоті конденсації. Те саме стосується питомої теплоти пароутворення та питомої теплоти конденсації, Тому їх не розрізняють.

Якщо пропустити в калориметр з водою пару киплячої рідини, то теплота, що виділиться при конденсації пари і охолодженні утвореної з неї рідини, піде на нагрівання води та калориметра. За даними, які дістаємо з досліду, можна з рівняння теплового балансу легко знайти питому теплоту пароутворення при температурі кипіння даної рідини.

Позначимо: L- питома теплота пароутворення; тп - маса пари; tK - температура кипіння; св - питома теплоємність рідини (що утворилася з пари - води); - остаточна температура (суміші); тв - маса води в калориметрі; тк - маса калориметра з мішалкою; ск - питома теплоємність речовини калориметра; t0- початкова температура води в калориметрі.

Рівняння теплового балансу (не враховуючи втрати теплоти в навколишнє середовище внаслідок випромінювання) матиме такий вигляд:

Lmn +cвmn(tK –) =cKmK(-t) + cвmв( -t0), (5.1)

Звідки:

,      (5.2)

Температуру кипіння води обчислюють за емпіричною формулою:

tk=100+0,0375(pатм-760),   (5.3)

де ратм - атмосферний тиск.

Щоб поправку на теплоту випромінювання звести до мінімуму, треба взяти воду в калориметрі при такій температурі, щоб вона була на початку досліду холодніша за кімнатну на стільки градусів, на скільки вона стане теплішою за кімнатну при закінченні досліду. Тоді під час першої половини досліду калориметр з водою дістане з навколишнього середовища стільки теплоти, скільки приблизно він віддасть йому в другій половині досліду.

Правила техніки безпеки: виконувати всі міри обережності при роботі із скляним обладнанням та електронагрівальними приладами.

Порядок виконання роботи

  1.  Налити води в колбу на 3/4 та поставити її на електроплитку.
  2.  Поки вода нагріється, визначити температуру кипіння з врахуванням атмосферного тиску по формулі (5.3) або по таблиці.
  3.  Зважити з точністю до 0,1 г внутрішній стаканчик калориметра з мішалкою.
  4.  Налити в калориметр холодної води на 3/4 та знову зважити. Визначити масу води в калориметрі.
  5.  Визначити температуру води в калориметрі.
  6.  Після того як вода закипить пропустити пару у внутрішній стакан калориметра. Слідкувати за підвищенням температури.
  7.  Коли температура в калориметрі стане на 4-5 градусів вище кімнатної, припинити подачу пари в калориметр і визначити температуру води в калориметрі.
  8.  Зважити калориметр з водою. Визначити масу сконденсованої пари.
  9.  Дослід проробити тричі.
  10.  Визначити абсолютну і відносну похибку.

№ п/п

mв

mв

св

св

mk

mk

ck

ck

t0

t0

mп

mп

tk

tk

L

L

Контрольні запитання

  1.  Пояснити процеси пароутворення і кипіння.
    1.  Чи однакова теплота пароутворення дистильованої води і водопровідної?
    2.  Чому теплота пароутворення залежить від атмосферного тиску?
    3.  Як теплота пароутворення залежить від температури рідини?
    4.  Коли будемо мати кращий результат роботи при повільному чи при інтенсивному пропусканні пари? Чому?

Література

  1.  Фізичний практикум. / Під общ. ред. Дущенко В.П. - 4.1. - К: Вища школа, 1981.
  2.  Кікоїн І.К., Кікоїн А.К Молекулярна фізика. - М. 1976.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

44659. Приготовление и анализ пластических смазок 20.64 KB
  Пластичные смазки представляют собой высокоструктурированные тиксотронные коллоидные системы твердого загустителя (дисперсной фазы) в жидкой основе (дисперсионной среде).
44660. Контактная доочистка масел 19.69 KB
  Адсорбция - это концентрирование вещества из объема фаз на поверхности раздела между ними, например, из газа или раствора на поверхности твердого тела (адсорбента) или жидкости.
44662. Адсорбционная очистка масляных дистиллятов 92.64 KB
  При этом к адсорбентам предъявляются следующие требования: высокие селективность разделения и адсорбционная емкость; хорошие кинетические характеристики, особенно в жидкофазных процессах
44663. ПЕРКОЛЯЦИЯ ПАРАФИНА (ЦЕРЕЗИНА)-СЫРЦА 17.57 KB
  Метод перколяции заключается в фильтрации сырья через слой адсорбента. В качестве адсорбента в настоящей работе используется силикагель марки АСК
44667. Селективная очистка масляных дистиллятов фурфуролом методом непрерывной противоточной экстракции 147.53 KB
  При помощи селективных растворителей, в качестве которых используются в основном фенол, фурфурол и N-метилпирролидон, могут быть извлечены такие нежелательные компоненты, как непредельные углеводороды