Описание установки

Основной частью установки является частично заполненный водой сосуд А, составляющий единое целое с U-образным ртутным манометром (рис.12.1). Манометр показывает давление насыщенного водяного пара в мм рт. ст.

С

Рис.12.1

осуд А погружен в воду, которой заполнен термостат (рис.12.2). Температура насыщенного пара и воды в сосуде А принимается равной температуре воды в термостате. Последняя измеряется с помощью прибора ЭТП-М, датчик которого погружен в воду термостата вблизи сосуда А. Термостат имеет нагреватель, питаемый от сети переменного тока. Вода в термостате перемешивается крыльчаткой вращаемой электромотором. Для охлаждения воды в термостате имеется змеевик, по которому можно пропускать холодную воду из водопроводной сети. В настоящей работе термостат используется в режиме непрерывного нагрева (см. п.2 выполнения работы).

Рис.12.2

Прибор ЭТП-М имеет три интервала измерений: 30-20, 20-70 и 70-120 ºС. Порядок работы с прибором ЭТП-М следующий. Включите питание. Установите интервал измерений 20-70 ºС. Тумблер «Контроль-измерение» поставьте в положение «Контроль». Ручкой «Регулировка напряжения» установите стрелку прибора против крайнего правого деления шкалы (70). Переведите тумблер «Контроль-измерение» в положение «Измерение». Прибор готов к работе. Стрелка прибора показывает температуру в градусах Цельсия.

Порядок ВыполнениЯ работы

1. Перед началом работы необходимо убедиться, что температура воды в термостате не превышает 20-23 ºС. Если температура воды выше, ее надо охладить. Для этого на щитке термостата включается электродвигатель и открывается доступ холодной воды в змеевик термостата. Нагреватель должен быть выключен. После достижения в сосуде с прибором температуры 20-30 ºС следует закрыть приток холодной воды к змеевику.

2. Начать нагревание прибора, включив нагреватель термостата и мотор. В процессе нагревания, через каждые 4-5 ºС, записывать температуру (по прибору ЭТП-М) и уровни ртути ив трубкахU-образного манометра в табл.12.1.

ВНИМАНИЕ! Не нагревать воду в термостате выше 60 ºС; U-образный манометр не рассчитан на давления, соответствующие температурам, превышающим 60 ºС.

3. По окончании измерений вычислить Т (в кельвинах), 10³/Т, lnP (P в мм рт. ст.) и занести в соответствующие колонки табл.12.1.

Таблица 12.1

№ п/п	t, ºC	h1, мм	h2, мм	P = |h1 – h2|, мм рт. ст.	Т, К	103/Т, К1	lnP
1
2
3
…

Обработка результатов измерений

1. Построить график зависимости давления насыщенного водяного пара Р от его температуры Т.

2. Построить график зависимости lnP от 10³/Т. Определить (с учетом масштаба по осям) угловой коэффициент k (тангенс угла наклона к оси абсцисс) получившейся прямой. Найти k можно либо проведя по экспериментальным точкам прямую «на глазок», либо методом парных точек, либо методом наименьших квадратов.

3. Вычислить молярную и удельную теплоты парообразования и .

4. По формуле (12.11) вычислить внешнюю теплоту парообразования Q₂. Вычислить внутреннюю теплоту парообразования и их отношение.

5. Оценить по графику (по разбросу экспериментальных точек относительно проведенной прямой) абсолютную Q и относительную Q погрешности определения Q.