Лабораторна робота № 6

Демонстраційний експеримент до теми:

«Властивості реальних газів, рідин, твердих тіл. Основи термодинаміки»

Дослiд 1. Кипіння при пониженому тискові.

О бладнання: колба з плоским дном, склянка з водою, вата або марля, корок гумовий для колби, підйомний столик, кип'ятильник Франкліна.

Колбу до половини наповнюють водою і ставлять на нагрівник. Після того, як вода закипить, колбу знімають з нагрівника, переносять на столик і щільно закривають корком. Звертають увагу учнів, що кипіння води припинилося. Приклавши до колби над поверхнею води шматочок змоченої в холодній воді вати, частково конденсують водяні пари, і кипіння води відновлюється. На підставі досліду роблять висновок, що температура кипіння залежить від величини тиску на поверхню рідини.

Кип'ятильник Франкліна – це скляний прилад, який скла­дається з двох однакових куль, сполучених трубкою. Кулі частково заповнені спиртом (або ефіром), решта об'єму куль заповнена насиченою парою рідини, налитої в кулю.

Дослiд 2. Отримання перегрітої водяної пари.

Обладнання: пароутворювач, нагрівник, вигнута скляна трубка, спиртівка, підйомний столик.

З а допомогою гумової пробки пароутворювач з'єднують із скляною трубкою, що має петлеподібний вигин і нагрівають пароутворювач до температури кипіння води. Після того, як з трубки буде виходити сильний струмінь пари, під петлю трубки підставляють полум'я спиртівки. Через деякий час водяні пари в трубці перегріваються і струмінь пари стає невидимим. Далі показують, що перегріта пара має значно вищу температуру, ніж температура кипіння води. Для цього головку сірника вміщують в струмінь пари і через деякий час сірник спалахує.

Дослід 3. Залежність тиску насиченої пари від температури. Незалежність тиску насиченої пари від об’єму

Обладнання: кип'ятильник Франкліна, холодна вода, гаряча вода, велика фотографічна кювета, штатив із стояком, лапка, муфта.

К ип'ятильник Франкліна закріплюють у лапці штатива го­ризонтально кулями вгору. Під кип'ятильник підставляють фо­тографічну кювету. Звертають увагу учнів на однаковість рівнів спирту в обох кулях приладу й нагадують, що простір над спир­том заповнений насиченою парою. Одну з куль поливають гаря­чою водою. Пара, розширюючись, витискує спирт у другу кулю. Знову поливають цю саму кулю холодною водою й спостерігають зворотне перетікання спирту. Пояснюючи явище, слід підкресли­ти, що незалежно від зміни об'єму, зайнятого насиченою парою в обох кулях, пара в них практично весь час залишається наси­ченою.

Кип'ятильник Франкліна тримають у руці горизонтально, а потім нахиляють його, обертаючи навколо горизонтальної осі, яка проходить через центр з'єднувальної трубки. Учням нага­дують, що в сполучених посудинах (а кип'ятильник Франкліна являє собою сполучені посудини) рівні однорідної рідини одна­кові, оскільки тиски в колінах однакові. Нахиляючи кип'ятиль­ник, переконуються, що рівні рідини в обох кулях весь час за­лишаються на одній, горизонталі, хоч об'єми, зайняті насиченою парою спирту, при цьому змінюються. З цього випли­ває, що насичена пара чинить тиск, який не залежить від її об'єму.