LABORATORIUM FIZYCZNE Grupa lab. 7

Kolejny nr. ćwiczenia: 6

Nazwisko i imię:

Wydział

Symbol ćwiczenia: 14

Witold Kobylarz

Z i E

Temat:

Data odrobienia ćwiczenia:

Semestr

Badanie zale*no*ci

14 IV 1997

II

temperatury wrzenia

Data oddania sprawozdania :

Grupa st.

wody od ci*nienia

21 IV 1997

V

Podpis

Ocena:

asystenta:

I WSTĘP

Wrzenie jest to proces intensywnego parowania nie tylko na powierzchni cieczy, ale r*wnie* wewn*trz cieczy. Ci*nienie p wewn*trz p*cherzyka pary r*wne jest:

p = po + rgh + PRM

gdzie: po - ci*nienie zewn*trzne

rgh - ci*nienie hydrostatyczne le**cych nad p*cherzykiem warstw cieczy,

PRM = - dodatkowe ci*nienie zwi*zane z napi*ciem powierzchniowym p*cherzyka pary cieczy

r - promie* pary p*cherzyka

s - napi*cie powierzcniowe cieczy

Wrzenie nast*puje w temperaturze, w kt*rej ci*nienie par nasyconych wewn*trz p*cherzyka

pp > po + rgh + PRM je*li w cieczy istniej* odpowiednie centra, na kt*rych mog* si* tworzy* p*cherzyki pary to PRM<<po oraz rgh<<po i warunek wrzenia mo*na zapisa* p » po temperatura wrzenia jest to zatem temperatura cieczy, w kt*rej ci*nienie pary nasyconej jest r*wne ci*nieniu zewn*trznemu. Zale*no** temperatury wrzenia cieczy od ci*nienia okre*la r*wnanie Claussiusa-Clapeyrona:

gdzie: l - molowe ciepło parowania,

vp - molowa obj*to** pary w temperaturze T,

vc - molowa obj*to** cieczy w temperaturze T.

Przyjmuj*c upraszczaj*ce zało*enia:

1) l jest stałe, co jest w przybli*eniu słuszne dla r**nicy temperatury r*wnej kilkadziesi*t stopni,

2) zaniedbuj*c molow* obj*to** cieczy, czyli przyjmuj*c, *e:

vp - vc » vp

3) stosuj*c r*wnanie gaz*w doskonałych dla pary cieczy

otrzymamy:

R*wnanie (3) mo*na napisa* w postaci:

Po scałkowaniu stronami otrzymujemy nast*puj*cy wz*r:

lub

gdzie:

Poniewa* dla interesuj*cego nas przedziału temperatur *rednia warto** oraz , wi*c A = 4950 K

Pisz*c r*wnanie (6) dla dwu r**nych ci*nie* po i px

oraz odejmuj*c stronami rownanie (8) i (7) otrzymamy:

Wiedz*c, *e pod ci*nieniem 9,81×104 Pa woda wrze w temperaturze 373 K, podstawiamy w r*wnaniu (9) odpowiednio za po = 9,81×104 Pa i To = 373 K i wyliczamy ci*nienie px, przy kt*rym woda wrze w temperaturze Tx.

II. WYNIKI POMIAR*W

Numer

Ciœnienie

Temp. wrzenia

Ci*nienie rzeczywiste

pomiaru

[kG/cm2]

[K]

[hPa]

1

0,95

317

80,55

2

0,9

324,5

129,6

3

0,85

331,5

178,65

4

0,8

337

227,7

5

0,75

341,5

276,75

6

0,7

345,4

325,8

7

0,65

348,5

374,85

8

0,6

351,6

423,9

9

0,55

354,2

472,95

10

0,5

356,6

522

11

0,45

358,9

571,05

12

0,4

361

620,1

13

0,35

362,9

669,15

14

0,3

365

718,2

15

0,25

366,5

767,25

16

0,2

368

816,3

17

0,15

369,5

865,35

18

0,1

371

914,4

19

0,05

372,2

963,45

20

0

373

1012,5

W naszej tabelce ci*nienie jest wielko*ci* odczytan* z wakuometru jednak do wszystkich oblicze* wykorzystujemy ci*nienie rzeczywiste, kt*re otrzymujemy po odj*ciu od ci*nienia atmosferycznego zmierzonej warto*ci ci*nienia wyra*onego w hPa, pami*taj*c, i* 1kG = 9,81 N, a 1cm2 = 10-4 m2.

Nast*pnie wyliczamy px dla trzech warto*ci temperatur: tx = 80 oC = 353 K

tx = 60 oC = 333 K

tx = 40 oC = 313 K

i por*wnujemy tak wyliczone warto*ci z warto*ciami z wykresu t = f(p) dla podanych temperatur.

Numer

Temp. wrzenia tx

Ci*nienie px

pomiaru

[K]

[hPa]

1

353

463

2

333

199

3

313

77

III OBLICZANIE BŁ*D*W

Na wykresie zale*no*ci t = f(p) nanosimy bł*d pomiaru, przyjmuj*c Dt = 0,5oC = 273,5 K, Dp = 103 Pa = 10 hPa. Sprawdzamy czy odczytane z wykresu warto*ci px r*wnaj* si* w granicach bł*du warto*ciom wyliczonym teoretycznie.