Wyznaczanie ciepła parowania cieczy z pomiarów prężności pary metodą - ćwiczenie

Notatkę dodano: 29.08.2013,
Pobrań: 11,
Wyświetleń: 175
Podgląd dokumentu

PK WIiTCh
GR. 34 Zespół nr 1
Ćwiczenie: 1
Sprawozdanie zbiorcze
Data: 24.01.2001
Rynduch Zygmunt
Mierzwa Rafał
Mielnik Michał
Temat: Wyznaczanie ciepła parowania cieczy z pomiarów prężności pary metodą izoteniskopową.
Ocena: Część teoretyczna.
W stanie równowagi dynamicznej występuje stałe stężenie pary nad cieczą, oznacza to, że szybkość parowania cieczy i szybkość skraplania pary są sobie równe. Para znajdująca się w równowadze z cieczą nazywana jest parą nasyconą, a jej ciśnienie prężnością pary nasyconej. W stałej temperaturze prężność pary nasyconej nad daną cieczą jest stała i charakterystyczna dla tej cieczy. Z podwyższeniem temperatury zachodzi wzrost prężności pary nasyconej, jest to spowodowane ze podwyższeniem energii kinetycznej cząsteczek. Zwiększa to ilość cząsteczek cieczy, które mogą pokonać siły spójności i wyparować. Związek miedzy prężnością pary nasyconej, a temperatur przedstawia równanie Clausiusa - Clapeyrona:
lub inna postać:
gdzie:
H- molowe ciepło parowania R- stała gazowa (8,314[J/molK])
Vp- objętość molowa pary
Vc- objętość molowa cieczy
Temperatura wrzenia jest to temperatura, w której prężność pary nad roztworem równa jest ciśnieniu zewnętrznemu. Pomiaru prężności pary dokonuje się zazwyczaj dwoma metodami:
a) dynamiczną, w której ustala się w aparaturze określone ciśnienie pary nasyconej, a następnie mierzy się temperaturę wrzenia pod tym ciśnieniem;
b) statyczną, w której przy ustalonej temperaturze mierzymy prężność pary nasyconej. Pomiaru dokonujemy dla różnych temperatur. Metodę tą nazywamy też izoteniskopową.
Rys. Schemat aparatury próżniowej do izoteniskopowego pomiaru prężności pary cieczy:
A - manometr rtęciowy, B - zbiornik buforowy, C - izoteniskop, D - naczynko termostatowe, E - rurka kapilarna, F - mały zbiornik buforowy, G - chłodnica
Opis wykonania ćwiczenia:
Do zbiorniczka K i manometru M izoteniskopu nalewamy toluenu, tak aby jego poziom był w przybliżeniu taki jak na powyższym rysunku. Zanurzamy izoteniskop w naczyńku termostatowym, włączamy obieg wody chłodzącej i ustalamy pierwszą temperaturę pomiarową. Przy zamkniętych kranach 1 i 3 oraz otwartym kranie 2 włączamy pompę, a następnie wolno otwieramy kran 1, tak aby słup rtęci w manometrze rtęciowym opadał z nieznaczną szybkością. Przy pewnym ciśnieniu przez toluen w manometrze M izoteniskopu zaczną przedostawać się banieczki powietrza znad poziomu toluenu do zbiorniczka K. Przez regulację kranu 1 można szybkość przedostawania się banieczek ustalić na nieznacznym poziomie. Proces odpowietrzania prowadzimy około 5 minut. Po odpowietrzeniu zbiorniczka

(…)

… prężności pary nasyconej toluenu w funkcji temperatury. Wszystkie zespoły miały dodatkowo za zadanie obliczenie ciepła parowania toluenu Ho. Wartość błędów pomiarowych dla większości zespołów waha się od -10 - 10 %, przy czym dla dwóch zespołów wartość ta widocznie odbiega od przeciętnej (-15,61 % i 49,78 %). Średnia wartość Ho wynosi 33,62 [kJ/mol] co daje błąd względny 0,91%. Wynika z tego iż pomiar…