压强—沸点关系实验.doc

第一章仪器介绍
液体的沸点与压强相关是热学中的一个重要现象,是普通物理学教学实验大纲中要求的热力学基本实验之一。应用LB-PB 压强—沸点实验仪进行实验,能够测定在压强小于一个大气压的情况下,水的饱和蒸汽压强与沸点的变化规律。
þ 仪器特点:
、冷凝器均采用优质玻璃或有机玻璃制作,并有红光照明,沸腾的实验过程直观可见;
, × 105 Pa;
~ (即负压)之间,避免向外爆裂伤人;
,安全性好。
图1 仪器结构
þ 仪器结构:


注释:
Œ 真空蒸汽发生器:水被加热并沸腾的场所;
 冷凝器:将真空蒸汽发生器内水沸腾时产生的水蒸汽用冷水冷凝并收容;
Ž 稳压调节阀:控制进气阀门;
 压强调节阀:控制抽气阀门;
 真空泵: × 105 Pa。其结构见图2:
消声排气阀
油标窗
防漏螺栓
图2 真空泵图
第二章实验目的、原理
þ 实验目的:
测量不同压强下的水的沸点,研究水的饱和蒸汽压与沸点的变化规律。
þ 实验原理:
在一定压强下,当液体加热到某一温度,液体内部的饱和汽压强和液体表面压强相等时,整个液体便剧烈汽化,称为沸腾,相应的温度称为沸点。液体沸腾的条件是P0=P,P0为液体在一定温度下的饱和汽压强;P为外压强。液体表面压强增大时,沸点随之升高;液体表面压强减小时,沸点相应降低。饱和蒸汽压和沸点之间呈一一对应的关系。
实验的原理示意图如图3所示。
真空蒸汽发生器是一玻璃容器,水在此被加热并沸腾,通过插入其中的温度传感器测量出液体的温度,真空表读出管道中的压强。“稳压调节阀”通过调节进气的速率来控制压强的大小,而“压强调节阀”通过控制真空泵抽气的速率改变压强的大小。
实验通过动态平衡法测量蒸汽的压强。当真空泵工作时,调整“压强调节阀”,对真空蒸汽发生器进行抽气,稍稍打开“稳压调节阀”,当进气速率和抽气速率平衡时,压强大小保持不变,可通过真空表读出蒸汽的压强。液体沸腾以后,缓慢旋小“压强调节阀”,而缓慢旋大“稳压调节阀”,可使管中的负压缓慢变小,即饱和蒸汽压缓慢增大。通过本实验可验证水的压强与沸点的变化规律。
图3 实验装置原理示意图
第三章实验操作
本实验仪器由于含有真空泵、水容器等结构部件,因此日常的维护保养就显得非常重要。在正式开始实验之前,先介绍一下维护保养的注意事项。
þ 维护保养:
,泵油变脏并混有水蒸汽,需要更换泵油。更换时将放油口的防漏螺栓拧下,待泵油流尽后将该口螺栓重新拧紧,即可注入新的真空泵油,油量以接近油标窗中心点(红点)为宜。
(否则会缩短冷凝器使用寿命)。在气温低于0℃的日子里,实验结束后,不仅要将冷凝器内的水放尽,还应将真空蒸汽发生器内的水吸尽(用洗耳球通过硅橡胶管将水吸出),还要将真空泵内的油也放尽,以防水结冰、油凝固,破坏仪器。
,收集被真空泵泵出的细小油滴。真空泵长期使用后,由于泵油的渗透作用,在防漏螺栓下方、泵底部会出现一层油雾,应及时擦拭干净。
,而再次接通电