压强与沸点关系.doc

压强与沸点关系
一、实验目的
1、学习使用压强沸点关系实验仪;
2、测定在压强小于一个大气压的情况下,水的饱和蒸汽压强和沸点的变化规律。
二、实验原理
在一定压力下的液体在其所占液体容积内自由运动,少数分子由于速率较大,从而可以克服液体表面张力进入气象空间,这种现象就称为蒸发。蒸发是一种只发生在液体表面的汽化现象,任何温度下都可以发生。若对液体加热则分子运动加快,碰撞频繁,液体受热使空气溶解度降低,内部产生气泡,液体会向气泡空间蒸发, 当液体分子向气象空间的汽化速度与气体分子回到液体中的凝结速度相等时,汽化和凝结过程仍在不断进行,但总的结果使状态不再改变。这种处于动态平衡的状态称为饱和状态。液体上的蒸汽称为饱和蒸汽,对应的液体称为饱和液体。当蒸汽压力达到饱和压力时,继续加热,气泡增大,上升到液面破裂,释放蒸汽,这种现象称为沸腾。沸腾是一种同是在液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象,只有液体温度达到外界压力所对应的沸点温度时才能发生。
沸点温度随外界压强而变化,水的沸点T(?C)随压强P的变化的经验关系式为
T=100+?(P-?10)-?(P-?10)
其中压强P的单位取Pa。在一个密闭的装有水的空间内,当散失的热量远远小于从外界获取的热量,并达到沸腾时,如果改变水蒸气的压强则水的沸点也随之改变,饱和蒸汽压与沸点之间存在一一对应关系。 552
三、实验仪器
利用机械泵可对一个密闭空间(回路)抽气,使真空蒸汽发生器内为负压( MPa),通过调节“压强调节”阀的可变范围(阀泄漏量的大小),在一段时间内可以任意的保持蒸气压的稳定,并调节“稳压调节”阀(使阀处于开启状态),在“压强调节”阀处于某一固定状态不变时,经过一段时间,稳压器将使真空蒸汽发生器压强达到某一相对稳定的数值不变。此时观察温度显示窗口,若温度显示相对稳定,则该温度就为此压强下饱和水蒸气的沸点压强。将真空度和对应的温度记录下来,通过计算或与标准“压强沸点关系曲线”对比,即可验证水的压强与沸点的变化规律。
图1 仪器外形图
稳压调节阀真空表
四、实验内容
具体实验步骤如下:
(1)在真空蒸汽发生器内加适量的水(在警戒水位和最高水位之间,靠近最高水位),冷凝器内水位以达到透明部分1/4为好。检查冷凝器进水口和出放水口、稳压器出水口及通气孔是否拧紧。压强调节阀关紧,稳压调节阀打开。打开真空蒸汽发生器进水口,打开电源开关,以及加热装置开关,待水温加热至沸腾,观察温度显示是否是
100 ?C。
待调整好后,拧紧真空蒸汽发生器进水口,打开“泵开关”开始抽气,此时“压强调节”阀要缓慢地一点点打开,待“真空表”有真空度显示即停止,此时“稳压调节阀”应处在开启状态,观察