2. Экспериментальная часть

В данной работе исследование зависимости давления насыщенного пара от температуры проводят на установке, изображенной на рис. 6.

Установка состоит из U-образной трубки с запаянным коротким коленом, наполненным ртутью, над которой находится исследуемая жидкость, насоса Камовского с разрежающим и нагнетающим штуцерами, герметизированного стального бака (ресивера) с вентилем В, снабженного манометром М. С помощью резинового шланга U-образная трубка присоединена к баку, давление в котором изменяется насосом. U-образная трубка помещается в термостат с водой. Вода в термостате перемешивается мешалкой, а ее температура измеряется термометром Т.

Рис. 6.

Для каждой температуры жидкости при помощи насоса подбирают внешнее давление, равное давлению насыщенного пара. Момент равновесия насыщенного пара и внешнего давления определяется по выравниванию уровня ртути в длинном и коротком коленах U-образной трубки. Измеряя манометром внешнее давление, определяют тем самым давление насыщенного пара при данной температуре. А температура в термостате при этом будет равна температуре исследуемой жидкости в коротком колене. По мере повышения температуры насыщенного пара над исследуемой жидкостью давление в коротком колене возрастает, а поэтому уровень ртути в нем понижается. Нагревание системы следует производить медленно, чтобы показания термометра точнее соответствовали температуре исследуемой жидкости, и жидкость не выбрасывалась из короткого колена при быстром повышении давления насыщенного пара.

3. Порядок измерений

Измерения начинают при комнатной температуре. Присоединяют насос разрежающим штуцером к ресиверу и понижают давление в нем и в трубке с исследуемой жидкостью до тех пор, пока столбики ртути в обоих коленах трубки не установятся на одном уровне. В этом случае показания манометра определяют давление насыщенного пара, равного внешнему давлению, созданному насосом. Показания термометра дают температуру насыщенного пара в трубке.

Затем открывают вентиль В ресивера и немного понижают давление в трубке. Включив нагреватель, повышают температуру на 4-5. При включенном нагревателе насосом откачивают воздух из бака, выравнивая уровни ртути в трубке. Показания манометра и термометра записывают в таблицу 1. Подогрев до следующей температуры следует производить при таком давлении в баке, чтобы ртуть обязательно находилась в коротком колене трубки, для чего подбирают соответствующее давление в ресивере.

Измерения проводят для 10-12 значений температуры при давлениях ниже атмосферного (6-8 точек) и выше атмосферного (2-4 точки), переключая насос на нагревание.

Таблица 1

Исследуемая жидкость – ……
№		ln p	tC	T K
1
2
3
4
…
12

Обработав результаты измерений, строят график зависимости давления насыщенного пара исследуемой жидкости от температуры p=f(t) (рис. 7). На оси "р" отмечают точку р_нн для нормального атмосферного давления и по кривой определяют на оси "t⁰" температуру кипения исследуемой жидкости при нормальном атмосферном давлении.

Рис. 7.

Рис. 8.

Изучив зависимость давления насыщенного пара от температуры, можно по формуле (2) рассчитать молярную теплоту испарения жидкости. Поскольку формула (2) относится к трансцендентным уравнениям, то значение  удобно определить графически. Прологарифмировав (2), получим

(5)

Из формулы (5) видно, что есть линейная функция от (рис. 8), а тангенс угла наклона этой прямой равен

Построив график зависимости (рис. 8), для расчета  выбирают на прямой две точки А и В, определяют их координаты

И подставляют их в расчетную формулу

,

где R=8,31