Определение теплоты парообразования легко летучей жидкости по зависимости давления насыщенных паров от температуры

Жидкость, помещенная в сосуд, объем которого больше объема жидкости, начинает испаряться. Молекулы, покинувшие жидкость, диффундируют в находящийся над ней воздух. Если сосуд закрыт, то со временем между жидкостью и её паром устанавливается динамическое равновесие. Пар насыщен. Давление насыщенного пара зависит от температуры. С повышением температуры давление его увеличивается и может достигнуть давления воздуха над жидкостью. При этом, если в жидкости находятся пузырьки растворенного воздуха, жидкость начинает испаряется не только со своей поверхности, но и в пузырьки. Пузырьки разрастаются и всплывают - происходит кипение. При продолжительном кипении жидкость обедняется пузырьками, кипение прекращается, жидкость перегревается. При случайном появлении пузырьков, например, из пор стенок сосуда, кипение происходит со взрывом, при этом температура жидкости несколько уменьшается.
В курсе термодинамики выводится уравнение, называемое уравнением Клапейрона-Клаузиуса:
(1)
Уравнение (1) связывает dP – изменение давления и dT – изменение тепературы с - удельной теплотой перехода из одног агрегатного состояния в другое. Применим уравнение (1) к переходу жидкость-газ. Объём газа с некоторым приближением можно взять из уравнения Клапейрона-Менделеева:
.
Тогда получим другой вид уравнения (1):

Теплота испарения сравнительно слаба зависит от температуры , можно считать постоянной и пользоваться интегральной формой уравнения:
(2)
Уравнение (2) в координатах lnP и представляет собой прямую линию с угловым коэффициентом . Определив из графикауравнения (2) значение углового коэффициента и приравняв его , легко вычилить .

1. Сосуд с испытуемой жидкостью.
2. Обратный холодильник.
3. Водяной термостат.
4. Термометр.
5. Сушилка-сосуд, заполненный .
6. Ртутный манометр.
7. Маностат.
8. Игольчатый клапан.
9. Вакуумный клапан.

Выполнение работы

1.Обогащают воздухом испытываемую жидкость, для этого:
а) частично откачивают из системы воздух ;
б) открывают кран игольчатого клапана (8) и очень медленно впускают в систему воздух из атмосферы.
2. Нагревают воду термостата до 75° и ждут 5-7 мин. для того, чтобы жидкость в сосуде (1) приняла температуру термостата.
3.Откачивая воздух из системы, заставляют испытываемую жидкость закипеть. В момент кипения (появление 3-4 пузырьков из глубины жидкости) фиксируют температуру кипения и высоты и уровней ртути в манометре, не давая жидкости долго кипеть. Для прекращения кипения немного увеличивают давление в системе
4. Понижая температуру воды в термостате, вначале на 5-7°, а начиная с 50° - на 2-3° путем доливания холодной воды производят 12-15 аналогичных измерений. Данные измерений представляют в таблице.


t°, C	T, K	lnP

5. По экспериментальным данным строят график P=P(Т).
6. На графике берут произвольные 10-12 точек, вычисляют для них значения и , строят график (см. формулу 2).
7. Определив угловой коэффициент полученной прямой, вычисляют l.