Конспект проведення лабораторної роботи

Молекулярна фізика

Лабораторна робота

«Вивчення залежності тиску насичуючої пари від температури»

Мета роботи: ознайомити учнів з одним із способів визначення тиску      насичуючої пари  і дослідити залежність цього тиску від температури.

Обладнання: медичний шприц, основа голки шприца з закритим отвором,термометр, хімічна склянка з водою, кронштейн, динамометр, електрична плитка, штангенциркуль, барометр, штатив з набором.

Основним приладом, за допомогою якого вивчається залежність тиску насичуючої пари від температури в даній лабораторній роботі, служить медичний шприц. Щоб не було заклинювання поршня при зміні температури, шприц треба брати зі скляним поршнем, а для його кріплення виготовити спеціальний кронштейн.

 Теоретичні дані.

Якщо проводити ізотермічне розширення рідини в циліндрі з поршнем, то рідина послідовно пройде всі фази, що і реальний газ при ізотермічному стисканні, але тільки в зворотному порядку. Починаючи з моменту відриву поршня від поверхні рідини, під ним утвориться простір, заповнений насиченою парою, тиск якої при подальшому збільшенні об’єму змінюватися не буде, доки вся рідина не перейде в газоподібний стан.

При цьому можна вважати, що тиск на поршень насичуючої пари і зовнішньої сили  зрівноважується атмосферним тиском, якщо знехтувати  дією інших сил. Тому тиск насичуючої пари можна розрахувати по формулі:

p=p атм.=F/S (1)

Тут pатм. – атмосферний тиск, F – сила, прикладена до поршня зовні, S – площа поршня, причому  S= ..ПD2/4, D – діаметр поршня.

Порядок виконання роботи

1. Визначити по барометру атмосферний тиск (в Па ).
2. Штангенциркулем виміряти діаметр поршня медичного шприца (D=5•10-3 м) і розрахувати його площу перерізу (S=19,6•10-6 м2).
3. Набрати в шприц води приблизно ¼ її об’єму і, переміщенням поршня, добитися видалення з-під нього повітря; отвір щільно закрити основою голки.
4. Зібрати установку, ( 1 – шприц, 2 – термометр,  3- кронштейн, 4- хімічна склянка з водою, 5 – динамометр, 6 – електроплитка, 7 – штатив).

Примітка: циліндр шприца повинен бути повністю опущений в воду для того, щоб  під поршень  не попало повітря.

5. Динамометром(використовуючи нитку) відірвати поршень від поверхні води всередині шприца і закріпити його в такому положені  за допомогою штативу.
6. Довести температуру води до 20ºС і зняти показання динамометра.
7. Збільшуючи кожен раз температуру води на 10ºС, виміряти відповідне значення сили Fдинамометра.
8. Згідно формули (1), розрахувати тиск насичуючої пари при кожному фіксованому значенні температури.
9. Дані вимірювань і розрахунків занести у відповідну таблицю, на основі якої побудувати графік залежності тиску насичуючої пари від температури
10. Контрольні запитання:

1. Чому в цьому досліді пар під поршнем завжди насичений?

    2.Як пояснюється залежність тиску насичуючої пари

       від температури?