Ćwiczenie - prężność pary

Nasza ocena:

3
Pobrań: 294
Wyświetleń: 637
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Ćwiczenie - prężność pary - strona 1 Ćwiczenie - prężność pary - strona 2 Ćwiczenie - prężność pary - strona 3

Fragment notatki:

Skład zespołu:
Karolina Zieleniewska
Joanna Woroszył
Data wykonania ćwiczenia: 04.04.2013 r.
Prowadzący: dr inż. Marek Dąbrowski
Równowaga ciecz-para w układzie jednoskładnikowym
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia był pomiar temperatur wrzenia cieczy w układzie jednoskładnikowym przy różnych ciśnieniach, wyznaczenie entalpii parowania, normlanej temperatury wrzenia i entropii parowania w normlanej temperaturze wrzenia oraz sprawdzenie jej zgodności z regułą Troutona.
Badana ciecz: 1-propanol
Wykonanie ćwiczenia
Do pomiarów użyto ebuliometr Świętosławskiego. Układ podczas pomiaru utrzymywany był w stanie wrzenia. Metoda ta polega na pomiarze temperatury wrzenia cieczy przy ustalonym i znanym ciśnieniu zewnętrznym.
Przez chłodnicę ebuliometru wlano 1-propanol tak, że jego objętość nie przekraczała 40% objętości zbiorniczka ebuliometru.
Włączono dopływ wody chłodzącej
Włączono prąd grzania o wartości natężenia 0,8 A.
Dokonano pomiaru ciśnienia atmosferycznego za pomocą barometru.
Wyniosło ono: 752,0 Tr
Po ustabilizowaniu się temperatury odczytano temperaturę wrzenia substancji
T= 367,95K
Zwiększano i zmniejszano natężenie prądu o 1 A i notowano temperatury wrzenia substancji przy zadanym natężeniu prądu w celu określenia zakresu prądu, w którym wskazania termometru będą niezmienne - tzw. obszar niezmienności temperatur (obszar „plateau”).
Włączono pompę próżniową.
Za pomocą kranu manostatu, zmniejszano kolejno ciśnienie aż do uzyskania wartości ciśnienia p=264,0 Tr. Dla każdej wartości ciśnienia zmierzono temperaturę wrzenia.
Po zakończeniu pomiarów wyłączono grzanie ebuliometru, zapowietrzono układ, a po kilku minutach wyłączono pompkę wodną i odcięto dopływ wody chłodzącej.
Ebuliometr opróżniono zlewając badaną ciecz do zlewki.
Opracowanie wyników
Wyznaczenie obszaru stałości temperatury (obszaru „plateau”)
Tabela 1. Zależność temperatury wrzenia 1-propanolu od natężenia prądu grzania.
Natężenie prądu/A
Temperatura wrzenia/K
0,4
362,35
0,5
363,85
0,6
367,65
0,7
367,65
0,8
367,95
0,9
367,95
1,0
367,95
1,1
367,95
1,2
367,95
1,3
367,95
1,4
368,05
Optymalna wartość natężenia prądu dla której prowadzono pomiary prężności pary w funkcji temperatury wrzenia wyniosła

(…)


353,3
6,0014
0,00283
378
351,8
5,9349
0,002843
340
350,1
5,8289
0,002856
326
348,4
5,7869
0,00287
301
346,8
5,7071
0,002884
275
345,2
5,6168
0,002897
257
343,5
5,5491
0,002911
W celu wyznaczenia współczynników równania liniowego wykorzystano metodę najmniejszych kwadratów.
Wykres 1. Zależność logarytmu naturalnego z prężności pary nasyconej w funkcji odwrotności temperatury wrzenia 1-propanolu.
Sprowadzenie równania Clausiusa-Clapeyrona do postaci liniowej:
Z regresji liniowej otrzymano:
a = -5615,32K
Sa=41,61K
b = 21,89
Sb=0,12
Ostatecznie:
a=(-5615 ± 42)
b=(22 ± 0,1) K
Równanie prostej:
-5616= - ΔHpar/R, zatem
ΔHpar = 5616* 8,314 = 46691,42 ΔHpar = = 46,7 Niepewność entalpii parowania:
Wyznaczona wielkość temperatury wrzenia pod normalnym ciśnieniem:
Tw = 365,5 K
Obliczanie entropi parowania:
Wnioski
Otrzymana zależność jest prostoliniowa, jednak wartości obliczone różnią się od stablicowanych. Różnice mogą być spowodowane niedokładnymi odczytami.
Wyznaczona entropia parowania 1-propanolu nie spełnia reguły Troutona. Wywołane jest to asocjacją badanego związku, który tworzy wiązania wodorowe między cząsteczkami. Oddziaływania te znacząco wpływają na swobodę ruchu cząsteczek w ciekłym stanie skupienia. Po przejściu w fazę gazową 1-propanol, nie tworzy wiązań wodorowych i właśnie z tego wynika tak duża wartość entropii parowania.

... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz