Выполнение работы

1. Взвесьте, с точностью до 50 мг, пустую внутреннюю банку калориметра.

2. Налейте воду комнатной температуры во внутреннюю банку калориметра на 1/2 ее объема.

3. Взвесьте банку с водой. Измерьте начальную температуру воды t₁.

4. Вставьте внутреннюю банку калориметра во внешнюю. Включите электроплитку. Удалите конденсат из сухопарника.

5. Пропускайте пар через воду до повышения ее температуры от t₁ до t (температура должна повыситься на 25-30 С от первоначальной).

6. Не вынимая термометра, уберите калориметр из-под паропровода, перемешайте воду и измерьте конечную температуру t.

7. Взвесьте внутреннюю банку калориметра для определения массы конденсата m_k.

8. Данные запишите в таблицу.

ОБОЗНАЧЕНИЯ		ОПЫТЫ
		1	2
Масса калориметра	m2
Масса калориметра с водой	m1+m2
Начальная температура воды	t1
Конечная температура воды	t
Масса конденсата	mk
Масса калориметра и воды после пропускания пара	m1+m2+mk
Атмосферное давление	H
Температура пара	tk

Вычислить L из уравнения теплового баланса. Записать результаты опыта:

L₁ =

L₂ =

L_ср =

Определение l по зависимости давления насыщенных паров от температуры

Н асыщенный пар – пар, который находится в динамическом равновесии с жидкостью (количество молекул, вылетевших с поверхности жидкости, равно количеству молекул, возвратившихся обратно в жидкость).

Из теории известно, что упругость насыщенных паров весьма быстро возрастает с повышением температуры по экспоненциальному закону (рис. 2).

,

где n_ж – концентрация молекул жидкости;

k – постоянная Больцмана;

Т – абсолютная температура;

L_μ – молярная скрытая теплота испарения;

N_A – число Авогадро.

Для практического использования уравнение (1) удобнее переписать в виде:

_, ⁽²⁾

где ;

константа, характерная для данной жидкости.

Т.к. второй член уравнения (2) есть медленно изменяющаяся функция температуры, то в первом приближении ее можно считать постоянной величиной и включить в константу. Тогда уравнение (2) перепишется в виде:

(3)

П ри графическом изображении этой функции удобно по оси абсцисс откладывать 1/Т. Тогда функция (3) изобразится в виде прямой (рис. 3). Зависимость упругости насыщенного пара от температуры исследована для многих веществ.

Тангенс угла наклона прямой равен:

Значит из измерений температурной зависимости упругости насыщенного пара данного вещества можно, пользуясь графиком, определить значение теплоты испарения этого вещества.

^L_μ ^{= -R tg , тогда ,}

где М – молярная масса воды.