2. Описание экспериментальной установки

Экспериментальная установка состоит из двух основных узлов: приборного блока 1 и блока рабочего элемента 2 (рис. 6.2).

Приборный блок включает в себя рабочую плату, органы подключения и регулирования, элементы световой индикации, выведенные на переднюю панель установки. Лицевая панель разделена на три функциональные зоны: «СЕТЬ» (осуществляет подключение установки к сети питающего напряжения), «НАГРЕВ» (осуществляет включение и регулирование нагрева воды в колбе рабочего элемента), «ВОЗДУХ» (осуществляет включение компрессора и подачу воздуха в колбу рабочего элемента для перемешивания воды).

Всостав блока рабочего элемента (рис. 6.3) входят рабочий элемент3, представляющий собой стеклянную ампулу (эллипсоид), впаянную в стакан 4 (стакан с водой служит водяной баней), цифровой контроллер для измерения температуры 5, вакуумметр 6, вакуумный кран 7. Внутренняя полость ампулы соединена со штуцером вакуумметра. В стакане размещены нагреватель 8 (нихромовая спираль в кожухе из кварцевого стекла), датчик контроллера для измерения температуры 9, распылитель 10, изготовленный из нержавеющей стали и служащий для перемешивания воды.

3. Выполнение упражнений и обработка результатов измерений

1. Нарисовать таблицу 6.1.

2. Подать на установку питание, переведя в модуле «СЕТЬ» тумблер в положение «ВКЛ». При этом загорается сигнальная лампа.

3. В модуле «ВОЗДУХ» перевести тумблер в положение «ВКЛ». При этом загорается сигнальная лампа.

4. Отрегулировать расход воздуха рукояткой «ВОЗДУХ» так, чтобы количество барботирующих воздушных пузырьков было достаточно для перемешивания воды и не вызывало ее сильного бурления.

5. В модуле «НАГРЕВ» перевести тумблер в положение «ВКЛ». При этом загорается сигнальная лампа.

6. Отрегулировать напряжение нагрева рукояткой «НАГРЕВ» так, чтобы спираль нагревателя в рабочем блоке раскалилась до малинового свечения.

7. По цифровому контроллеру следить за температурой в рабочем блоке. После достижения температуры 65ºС уменьшить напряжение нагрева до уровня, обеспечивающего скорость нагрева 0,5ºС в минуту (осуществляется опытный подбор напряжения, с помощью секундомера и контроллера измерения температуры следят за изменением температуры).

8. С интервалом в четыре минуты фиксировать температуру и соответствующее ей давление (по вакуумметру в рабочем блоке). Экспериментальные данные заносить в таблицу 6.1. При температуре 98 ºС прекратите нагрев.

Таблица 6.1

№	, К	, К-1	, Па

9. Построить график зависимости . Она должна быть линейной.

10. По формуле (6.11), используя данные, снятые с полученного графика, рассчитать значение молярной теплоты парообразования воды .

11. Оценить погрешность результата. Сравнить полученный результат с табличным значением. Сделать вывод.

4. Контрольные вопросы

1. Дайте определение фазовому состоянию вещества?

2. Дайте определение фазовому переходу? В чем разница между фазовыми переходами IиIIрода? Приведите примеры таких переходов.

3. Получите формулу (6.8) для определения молярной теплоты парообразования.

4. Объясните методику определения молярной теплоты парообразования в данной работе.

5. Проанализируйте ход кривых фазового равновесия, опираясь на уравнение Клапейрона–Клаузиуса.

6. Сравните, что больше, потенциальная энергия покоящейся молекулы в жидкости или в паре?

7. Какой пар называется насыщенным? Как связано давлении насыщенного пара с температурой?

41