МАНОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ЖИДКОСТИ В

МАНОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ ФАЗОВОГО
ПЕРЕХОДА ЖИДКОСТИ В ПАР
Barometric determine the heat of phase transition from liquid to vapor
Мартаков Д.А
Martakov D.A
Кубанский Государственный Технологический Университет
Kuban State Technological University
Краснодар, Россия
Krasnodar, Russia
Для технических процессов имеет большое значение такая
характеристика процесса, как теплота испарения жидкости. На примере
однокомпонентной системы, которая состоит из ацетона, мы использовали
способ её определения манометрическим методом.
Удельная теплота парообразования
— физическая величина,
показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить
количество жидкости с единичной массой в пар без изменения температуры.
где L — удельная теплота парообразования;
Q — теплота, истраченная на испарение;
m — масса.
Размерность удельной теплоты парообразования в СИ — Дж/кг.
Устаревшие, но иногда применяемые единицы для теплоты испарения —
ккал/кг и кал/кг.
Удельная теплота парообразования некоторых веществ при
нормальном атмосферном давлении (760 мм. рт. ст. = 101,325 кПа) и
температуре, равной температуре кипения вещества, приведена в таблице:
Таблица 1.
Вещество
Вода
Удельная теплота
Температура кипения,
парообразования/конденсации,
°C
кДж/кг
100
2260
Водород
−252,6
448
Азот
−195,8
199
Диэтиловый эфир
34,6
353
Этиловый спирт
78,4
837
Пропиленгликоль
188,2
914
Ртуть
357
282
Свинец
1740
855
Медь
2600
4820
Железо
3200
6120
В химии теплота
парообразования
обычно
приводится
к молю вещества. Эта величина называется молярной теплотой испарения;
единица её измерения — Дж/моль. Определить теплоту испарения измерив
ее напрямую, не представляется возможным. Но вычислить, используя
известный способ
построения графической зависимости логарифма
давления от температуры, можно без особых усилий, применяя вакуум-насос,
с помощью которого мы «заставим» кипеть ацетон в герметично закрытой
колбе при разных температурах.
Ниже приводим данные наших измерений в интервале температур от
o
40 до 50 o С.
Таблица 1.
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
Показания
вакууметра к
условной
единице
0.6
0,5
0.4
0.3
0.2
0.1
Показания
вакууметра,
кПа
Давление
в сосуде,
кПа
0.4
0,5
0.6
0.7
0.8
0.9
40.53
50.66
60.79
70.92
81.06
91.19
101.325
0
1
Ln Р
3,7
3,9
4,10
4,2
4,3
4,5
4,6
Температура
иследуемой
жидкости
Т
1/Т
40.3
42
43
44
45.2
46.4
50
313
315
316
317
319
320
323
3.19*10^-3
3.17*10^-3
3.16*10^-3
3.15*10^-3
3.14*10^-3
3.13*10^-3
3.10*10^-3
Строим график зависимости давления насыщенного пара от обратной
температуры, используя известную зависимость Клапейрона-Клаузиуса.
5
4,5
4
3,5
Lg P
3
2,5
1/T 3*10^-3
2
Линейная (1/T 3*10^-3)
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
1/Т 3*10^-3
Из произвольно взятого треугольника находим тангенс угла наклона
прямой, используя натуральные единицы осей Х и Y.
= 1/
0.5
=
= 1700
3 ∗ 10
Определим молярную теплоту испарения ацетона:
∆Н=2.3 Rtg
∆H=2.3*8.314*1700=32507 кДж/моль.
Список использованной литературы
1. Хмельницкий А.И. Физическая и коллоидная химия, М.: ООО «Издательский дом
Альянс», 2009 – 400с.
2. Строителев В.Н. Методы и средства измерений, испытаний и контроля: Учебник
для вузов. – М.: Европейский центр по качеству, 2002.
3. Ранеев Г.Г., Тарасенко А.П. Методы и средства измерений/ Учебное пособие для
вузов. – Москва.: ACADEMIA, 2003.- 330с.
4. Шишмарев В.Ю. Средства измерения. – М.: Издательский центр «Академия», 2006.
– 320с.