水---液體的飽和蒸氣壓與溫度關(guān)系ppt

1、水的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)法測(cè)定液體飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系。2用等壓計(jì)測(cè)定在不同溫度下乙醇的飽和蒸氣壓。3使用克勞修斯-克拉佩龍關(guān)系式計(jì)算水的氣化熱。4掌握氣壓計(jì)、U型管壓差計(jì)的使用方法和真空泵的使用。5學(xué)習(xí)MATLAB處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。飽和蒸氣壓 在一定溫度下與液體處于平衡狀態(tài)時(shí)蒸氣的壓力P系統(tǒng)P外 液體沸騰外壓不同時(shí)液體的沸點(diǎn)也就不同。外壓為1大氣壓時(shí)的沸騰溫度定義為液體的正常沸點(diǎn)。液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系可用克勞修斯一克拉貝龍方程式表示:（3-1） 式中：p為液體在溫度T時(shí)的飽和蒸氣壓；T為絕對(duì)溫度；H氣為液體摩爾氣化熱（J.mol-1）；式中常數(shù)

2、，積分常數(shù) ，此數(shù)與壓力P的單位有關(guān)。由（3-3）式可知，若用lgP對(duì)1/T作圖應(yīng)得一直線，斜率為 。在溫度較小的變化范圍內(nèi)，H氣可視為常數(shù)，積分（31）式可得： （3-2） （3-3） 由圖解法求得直線的斜率即可由此得到液體的摩爾氣化熱（J.mol-1）：H氣=-2.303Rm (3-4)測(cè)定液體飽和蒸氣壓的方法主要有以下三種：1飽和氣流法2靜態(tài)法3動(dòng)態(tài)法準(zhǔn)確性較高 不適合于高溫對(duì)溫度的控制要求不高適合沸點(diǎn)低于100的液體 不易達(dá)到飽和，測(cè)定值偏低主要用來測(cè)定蒸氣壓下降 1準(zhǔn)確讀取實(shí)驗(yàn)時(shí)的大氣壓，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)再讀取一次，取平均值。2先用洗液清洗三頸瓶，再用自來水沖洗，最后用蒸餾水洗兩次。瓶內(nèi)加

3、約1/2的蒸餾水，加入少許沸石。測(cè)溫的溫度計(jì)頭用紗布包裹，部分浸入水中。用橡皮筋將測(cè)環(huán)境溫度的溫度計(jì)與測(cè)體系溫度的溫度計(jì)綁在一起，但要能移動(dòng)，作露莖校正。3系統(tǒng)檢漏：啟動(dòng)真空泵，系統(tǒng)減壓400-500mmHg后，關(guān)閉真空泵，5分鐘后系統(tǒng)壓力不發(fā)生變化，則屬正常。否則，檢查各連接處是否漏氣，可用少許真空酯涂在該處。4測(cè)定水在不同外壓下沸騰的溫度：啟動(dòng)真空泵，讓體系壓力低于環(huán)境壓力約300-400mmHg左右。加熱，讓水平穩(wěn)地沸騰，調(diào)整測(cè)露莖的溫度計(jì)水銀球于測(cè)體系溫度的溫度計(jì)汞柱露出部分的中部。隔2-3分鐘讀數(shù)，兩次讀數(shù)基本沒有變化時(shí),記錄t觀和t環(huán)，同時(shí)記錄壓差計(jì)的讀數(shù)。降低體系與環(huán)境的壓差約2

4、0-30mmHg，同樣測(cè)定。直到體系與環(huán)境無壓差，測(cè)定不少于10次。1數(shù)據(jù)記錄被測(cè)液體 室溫 大氣壓：開始讀數(shù) 結(jié)束讀數(shù) 平均值 溫度值壓力值t(觀)t環(huán)t校1/Th左h右hplnp 2繪pT圖3繪lnp1/T圖，求H氣化 4求水的正常沸點(diǎn)。 本實(shí)驗(yàn)也可以測(cè)定其他各種純液體，如乙醇、丙酮等的蒸氣壓和平均摩爾氣化熱。1 溫度計(jì)的水銀球部分侵入溶液中，對(duì)溫度計(jì)讀數(shù)做露莖校正。2 U形汞壓力計(jì)做溫度校正，校正至0時(shí)的讀數(shù)。3 保證系統(tǒng)的氣密性。4 數(shù)據(jù)處理過程中注意“bar”和“mmHg”的換算。水銀溫度計(jì)-350C 3600C。Ne或Ar等惰性氣體7500C-600CTlT1t=kl(t觀-t環(huán))

5、 k=0.000157是水銀對(duì)玻棒的相對(duì)膨脹系數(shù)；t觀是測(cè)量溫度計(jì)的讀數(shù)；t環(huán)是附在測(cè)量溫度計(jì)上的輔助溫度計(jì)的讀數(shù)；l是測(cè)量溫度計(jì)水銀柱露在空氣中的部分的刻度長度。 t環(huán)t觀t校= t觀+t ln p和和1/T的計(jì)算的計(jì)算 p=(p1+p2)/2-(pr-pl)/760*101325 (Pa)T=t+(t-t0)*(t-L0)*0.000157+273.2 (K )式中式中:pr-pl為為U型壓差計(jì)兩邊型壓差計(jì)兩邊Hg高差高差 t-t0體系與環(huán)境的溫差體系與環(huán)境的溫差 t-L0為為“露莖露莖”長度長度 實(shí)驗(yàn)開始時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)：實(shí)驗(yàn)開始時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)：p1（mmHg）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)氣壓計(jì)讀數(shù)：實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)

6、氣壓計(jì)讀數(shù)：p2（mmHg） 左汞高：左汞高：pl(mmHg) 右汞高：右汞高：pr(mmHg) 觀測(cè)溫度：觀測(cè)溫度：t( ) 露莖起點(diǎn)：露莖起點(diǎn)：L0() 環(huán)境溫度環(huán)境溫度(露莖中部溫度露莖中部溫度)：t0()1、壓力數(shù)據(jù)輸入和計(jì)算：、壓力數(shù)據(jù)輸入和計(jì)算：p1=743p2=746p0=(p1+p2)/2pr=.pl= . p1=log(p0-(pr-pl)/760*101325)2、溫度數(shù)據(jù)輸入與計(jì)算、溫度數(shù)據(jù)輸入與計(jì)算t=t0=.L0=T=t+(t-t0).*(t-L0)*0.000157+273.2T1=1./T3、ln p與與1/T的關(guān)系擬合的關(guān)系擬合F=polyfit(T1,p1,1

7、) 得到得到F的兩個(gè)值：的兩個(gè)值：F(1)是斜率，是斜率，F(xiàn)(2)是是截距截距即是：即是：ln p=F(1)*(1/T)+F(2)可求得：可求得： H= -F(1)*8.3144、繪圖、繪圖p2=polyval(F,T1);plot(T1,p2,T1,p1,+);title(水的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系水的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系);xlabel(1/T);ylabel(ln(p);legend(擬合值擬合值,實(shí)驗(yàn)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)點(diǎn))grid on運(yùn)算方便（可一次完成多個(gè)同類數(shù)據(jù)的運(yùn)算，表達(dá)式與通常的數(shù)學(xué)式類似）注意運(yùn)算符的區(qū)別（向量對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)間的乘、除、乘方運(yùn)算符號(hào)要加“.”）正確使用polyfit(x,y

8、,n)函數(shù)正確使用plot函數(shù)壓力測(cè)量 壓力是用來描述體系狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)。 高壓、中壓、常壓和負(fù)壓 壓力范圍不同，測(cè)量方法不一樣，精確度要求不同 在壓力高于大氣壓的時(shí): 絕對(duì)壓=大氣壓+表壓 或 表壓=絕對(duì)壓-大氣壓 在壓力低于大氣壓的時(shí)候: 絕對(duì)壓=大氣壓-真空度 或 真空度=大氣壓-絕對(duì)壓 1.液柱式壓力計(jì) 或 U型壓差計(jì) U型壓力計(jì)可用來測(cè)量: (1)兩氣體壓力差; (2)氣體的表壓（p1為測(cè)量氣壓，p2為大氣壓）; (3)氣體的絕對(duì)壓力（令p2為真空，p1所示即為絕對(duì)壓力）; (4)氣體的真空度（p1通大氣，p2為負(fù)壓，可測(cè)其真空度）。 斜管式壓差計(jì) p1-p2 = hg =lg sin a 測(cè)量微小壓差 工作液體 不與體系的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) 不互溶 沸點(diǎn)較高壓差一定密度越小，靈敏度越高。 溫度較高或壓差較大 h0 =