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、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?1學(xué)習(xí)動態(tài)法測定液體飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系。2用等壓計測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)系式計算水的氣化熱。4掌握氣壓計、U型管壓差計的使用方法和真空泵的使用。5學(xué)習(xí)MATLAB處理實驗數(shù)據(jù)。飽和蒸氣壓 在一定溫度下與液體處于平衡狀態(tài)時蒸氣的壓力P系統(tǒng)P外 液體沸騰外壓不同時液體的沸點也就不同。外壓為1大氣壓時的沸騰溫度定義為液體的正常沸點。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時的飽和蒸氣壓；T為絕對溫度；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動態(tài)法準(zhǔn)確性較高 不適合于高溫對溫度的控制要求不高適合沸點低于100的液體 不易達(dá)到飽和，測定值偏低主要用來測定蒸氣壓下降 1準(zhǔn)確讀取實驗時的大氣壓，實驗結(jié)束時再讀取一次，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。測溫的溫度計頭用紗布包裹，部分浸入水中。用橡皮筋將測環(huán)境溫度的溫度計與測體系溫度的溫度計綁在一起，但要能移動，作露莖校正。3系統(tǒng)檢漏：啟動真空泵，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測定水在不同外壓下沸騰的溫度：啟動真空泵，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)整測露莖的溫度計水銀球于測體系溫度的溫度計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,記錄t觀和t環(huán)，同時記錄壓差計的讀數(shù)。降低體系與環(huán)境的壓差約2

4、0-30mmHg，同樣測定。直到體系與環(huán)境無壓差，測定不少于10次。1數(shù)據(jù)記錄被測液體 室溫 大氣壓：開始讀數(shù) 結(jié)束讀數(shù) 平均值 2繪pT圖3繪lnp1/T圖，求H氣化 4求水的正常沸點。 本實驗也可以測定其他各種純液體，如乙醇、丙酮等的蒸氣壓和平均摩爾氣化熱。1 溫度計的水銀球部分侵入溶液中，對溫度計讀數(shù)做露莖校正。2 U形汞壓力計做溫度校正，校正至0時的讀數(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-350C 3600C。Ne或Ar等惰性氣體7500C-600CTlT1t=kl(t觀-t環(huán)) k=0.000157是水銀對玻棒的相對膨脹系數(shù)；t觀

5、是測量溫度計的讀數(shù)；t環(huán)是附在測量溫度計上的輔助溫度計的讀數(shù)；l是測量溫度計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 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型壓差計兩邊型壓差計兩邊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 實驗開始時氣壓計讀數(shù)：實驗開始時氣壓計讀數(shù)：p1（mmHg）實驗結(jié)束時氣壓計讀數(shù)：實驗結(jié)束時氣壓計讀數(shù)：p2（mmHg） 左汞高：左汞高：pl(mmHg) 右汞高：右汞高：pr(

6、mmHg) 觀測溫度：觀測溫度：t( ) 露莖起點：露莖起點：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)輸入和計算：、壓力數(shù)據(jù)輸入和計算：p1=743p2=746p0=(p1+p2)/2pr=.pl= . p1=log(p0-(pr-pl)/760*101325)2、溫度數(shù)據(jù)輸入與計算、溫度數(shù)據(jù)輸入與計算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) 得到得到F的兩個值：的兩個值：F(1)是斜率，是斜率，F(xiàn)(2)是是截距截距即是：即

7、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,實驗點實驗點)grid on運算方便（可一次完成多個同類數(shù)據(jù)的運算，表達(dá)式與通常的數(shù)學(xué)式類似）注意運算符的區(qū)別（向量對應(yīng)數(shù)據(jù)間的乘、除、乘方運算符號要加“.”）正確使用polyfit(x,y,n)函數(shù)正確使用plot函數(shù)壓力測量 壓力是用來描述體系狀態(tài)的一個重要參數(shù)。 高壓、

8、中壓、常壓和負(fù)壓 壓力范圍不同，測量方法不一樣，精確度要求不同 在壓力高于大氣壓的時: 絕對壓=大氣壓+表壓 或 表壓=絕對壓-大氣壓 在壓力低于大氣壓的時候: 絕對壓=大氣壓-真空度 或 真空度=大氣壓-絕對壓 1.液柱式壓力計 或 U型壓差計 U型壓力計可用來測量: (1)兩氣體壓力差; (2)氣體的表壓（p1為測量氣壓，p2為大氣壓）; (3)氣體的絕對壓力（令p2為真空，p1所示即為絕對壓力）; (4)氣體的真空度（p1通大氣，p2為負(fù)壓，可測其真空度）。 斜管式壓差計 p1-p2 = hg =lg sin a 測量微小壓差 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 =ht