2.2. Лабораторная работа 3. Определение теплоты испарения жидкости динамическим методом

Цель работы – определение теплоты испарения ацетона динамическим методом.

Аппаратура. Установка по определению упругости пара жидкостей динамическим методом представлена на рис.2.2. Основными деталями установки являются: кипятильная камера с встроенным дефлегматором и термометром, нагреватель, водяной холодильник, манометр и ручной вакуумный насос.

Рис.2.2. Установка по определению упругости пара динамическим методом.

Кроме этого в систему включают маностат, который представляет собой добавочную емкость и позволяет предотвращать резкие изменения давления при наполнении вакуумированной системы воздухом через кран (2).

Манометр в системе является закрытым и уровень ртути в нем показывает давление внутри прибора. Отсчет по термометру производят с точностью до 0,5^оС, а по манометру  с точностью до 0,5 мм Hg.

Приборы и реактивы

1. Испарительная система (кипятильник, нагреватель, дефлегматор, холодильник)	4. Автотрансформатор со встроенным вольтметром
2. Маностат	5. Вакуумный ручной насос
3. Ртутный манометр	6. Ацетон

Порядок выполнения работы. В кипятильную камеру (см. рис.2.2) через патрубок наливают исследуемую жидкость таким образом, чтобы ее высота приблизительно равнялась диаметру сосуда.

Систему откачивают с помощью ручного вакуумного насоса. Первоначальную откачку системы нужно производить до давления, превосходящего на 2030 мм. рт. ст. давление, при котором исследуемая жидкость кипит при комнатной температуре (например, для ацетона при комнатной температуре до давления 200-250 мм. рт. ст.). При более низких давлениях жидкость выкипает до начала нагревания и производить отсчет ртутным манометром будет невозможно.

Проверяют герметичность системы. Она считается достаточной, если за 1015 мин давление повысится не более, чем на 12 мм. рт. ст. Включают нагреватель, и дожидаются равномерной циркуляции исследуемой жидкости в приборе. Когда подъем ртути в термометре прекратится, это указывает на кипение жидкости, записывают показания манометра h₁ и h₂ и термометра. Затем осторожно открывают кран (2), сообщающий прибор с атмосферой, и впускают воздух так, чтобы давление увеличилось на 1520 мм. рт. ст. При этом температура повышается до некоторой новой точки кипения, отвечающей уже другому давлению. Таким образом, давление в приборе постепенно доводят до атмосферного, делая 1015 промежуточных измерений давления и температуры.

Обработка результатов эксперимента.

Получаемые экспериментальные результаты заносят в таблицу 2.1 и представляют графически в координатах Р – Т и – . Определяют коэффициенты а и b в уравнении . Рассчитывают теплоту испарения жидкости.

Таблица 2.1. Представление экспериментальных данных.

№	T, оС	T, К		P, мм. рт. ст.
1
2
3

Математическую обработку полученных данных по линейной регрессии – (см. ур. 2.9.) проводят методом наименьших квадратов. По сути метод сводится к следующему: по данной выборки n найти уравнение приближенной регрессии и оценить допускаемую при этом ошибку. Наилучшее уравнение дает та функция, для которой сумма квадратов разности между опытным и теоретическим значениями минимальна:

_(2.11)

где  экспериментальное значение ординаты при данном значении параметра x_i (абсциссы);  корреляционная линейная функция. Необходимым условием минимума функции является выполнение условий

_и

Коэффициенты а и b в данном случае определяются соотношениями:

;

Корреляционный анализ удобно проводить на персональном компьютере с помощью прикладных программ (Excel, Origin, Mathcad, Maple и др.).