pobieranie: MOJ111A
Pobierz dokument docPrzeglądaj wersję html pliku:
Politechnika Szczecińska
Instytut Fizyki
ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z FIZYKI
wydział: WTM
kierunek: Informatyka
imię i nazwisko: Jarosław Borek
grupa dziekańska: 27
zespół numer: 1
doświadczenie numer 111
Wyznaczanie temperatury wrzenia wody w zależności od ciśnienia.
Pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym każda ciecz wrze w ściśle
określonej temperaturze. Wraz ze zmianą ciśnienia wywieranego na
powierzchnię cieczy zmienia się temperatura wrzenia cieczy.
Doświadczalnie zbadamy zależność temperatury wrzenia od ciśnienia.
Do doświadczenia wykorzystamy aparaturę składającą się z:
- kolby szklanej do podgrzania wody;
- termometru;
- zbiornika do regulacji ciśnienia;
- manometru;
- skraplarki pary;
- zestawu rurek do połączenia całości;
- pompki wodnej;
Za pomocą pompki wodnej zmniejszymy ciśnienie pod którym znajduje
się woda w kolbie. Do zmierzenia ciśnienia panującego w aparaturze
służy manometr rtęciowy. Wskazuje on różnicę między ciśnieniem
atmosferycznym i ciśnieniem panującym wewnątrz aparatury.
Do wyznaczenia ciśnienia wykorzystamy wzór:
p=b-(h1-h2) [mm Hg]
gdzie:
p - ciśnienie gazu w kolbie;
b - ciśnienie atmosferyczne;
h1 - h2 - różnica między ciśnieniem atmosferycznym i ciśnieniem
gazu w kolbie;
Kolejność wykonywania czynności podczas przeprowadzania
doświadczenia :
1) Napełnienie kolby wodą tak, aby termometr nie dotykał powierzchni
wody.
2) Uruchomienie pompki wodnej i uzyskanie maksymalnego do osiągnięcia
podciśnienia ( względem atmosferycznego ) w kolbie.
3) Uruchomienie chłodzenia w celu uniemożliwienia przedostawania się
pary wodnej do zbiornika wyrównawczego ciśnienia.
4) Podgrzanie wody w kolbie aż do osiągnięcia wrzenia.
5) Jednoczesne odczytanie wskazań manometru i termometru w chwili
wrzenia. Przerwanie ogrzewania.
6) Zwiększenie ciśnienia w kolbie poprzez odkręcenie zaworu.
7) Ponowne doprowadzenie wody w kolbie do wrzenia i dokonanie pomiarów
jak poprzednio.
Czynności powtarzano dwudziestokrotnie, aż do osiągnięcia ciśnienia
atmosferycznego w kolbie.
Tabela przedstawia wyniki dokonanych pomiarów. Pomiarów dokonywano w
temperaturze otoczenia t=26°C pod ciśnieniem atmosferycznym b=765
mmHg.
Numer pomiaru Temperatura wrzenia Poziom rtęci w manometrze h1-h2 b p
[°C] h1 h2 [mmHg] [mmHg] [mmHg]
[mmHg] [mmHg]
1 76,5 567 119 448 765 317
2 78 559 127 432 765 333
3 80 548 137 411 765 354
4 81,5 538 147 391 765 374
5 83 520 165 355 765 410
6 85 511 174 337 765 428
7 86,5 499 186 313 765 452
8 88 489 196 293 765 472
9 89,5 477 208 269 765 496
10 91 463 221 242 765 523
11 92,5 451 233 218 765 547
12 94 435 249 186 765 579
13 95 421 262 159 765 606
14 96 410 278 132 765 633
15 97 400 288 112 765 653
16 98 389 295 94 765 671
17 99 377 310 67 765 698
18 99,7 366 316 50 765 715
19 100,5 353 329 24 765 741
20 101,5 341 341 0 765 765
Na podstawie danych liczbowych z tabeli sporządzono wykres temperatury
wrzenia jako funkcji ciśnienia - T=f(p).
Logarytmiczny wykres zależności temperatury wrzenia od ciśnienia.
Wnioski :
Z przeprowadzonego doświadczenia i dokonanych pomiarów wynika, że
wraz ze zmianą ciśnienia wywieranego na powierzchnię wody zmienia
się jej temperatura wrzenia. Ze wzrostem ciśnienia liniowo wzrasta
temperatura wrzenia i odwrotnie - przy zmniejszaniu ciśnienia
temperatura wrzenia maleje.
Pod ciśnieniem atmosferycznym temperaturę wrzenia wody w kolbie
termometr wskazywał na 101,5°C. Według tablic fizycznych woda wrze w
temperaturze 100°C pod ciśnieniem atmosferycznym, wynoszącym
normalnie 760 mmHg. Doświadczenie było przeprowadzane pod ciśnieniem
zewnętrznym wynoszącym 765 mmHg oraz w temperaturze otoczenia 26°C. Z
przyczyn technicznych termometr był zanurzony w wodzie co wprowadziło
dodatkowe, niezależne przekłamanie wyników.
Sądzę jednak, że tak dużą odchyłkę względem tablic fizycznych
spowodowało zanieczyszczenie wody znajdującej się w kolbie, tzn. jej
skład chemiczny odbiegał od H2O.
MOJ111A
Politechnika Szczecińska
Instytut Fizyki
ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z FIZYKI
wydział: WTM
kierunek: Informatyka
imię i nazwisko: Jarosław Borek
grupa dziekańska: 27
zespół numer: 1
doświadczenie numer 111
Wyznaczanie temperatury wrzenia wody w zależności od ciśnienia.
Pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym każda ciecz wrze w ściśle
określonej temperaturze. Wraz ze zmianą ciśnienia wywieranego na
powierzchnię cieczy zmienia się temperatura wrzenia cieczy.
Doświadczalnie zbadamy zależność temperatury wrzenia od ciśnienia.
Do doświadczenia wykorzystamy aparaturę składającą się z:
- kolby szklanej do podgrzania wody;
- termometru;
- zbiornika do regulacji ciśnienia;
- manometru;
- skraplarki pary;
- zestawu rurek do połączenia całości;
- pompki wodnej;
Za pomocą pompki wodnej zmniejszymy ciśnienie pod którym znajduje
się woda w kolbie. Do zmierzenia ciśnienia panującego w aparaturze
służy manometr rtęciowy. Wskazuje on różnicę między ciśnieniem
atmosferycznym i ciśnieniem panującym wewnątrz aparatury.
Do wyznaczenia ciśnienia wykorzystamy wzór:
p=b-(h1-h2) [mm Hg]
gdzie:
p - ciśnienie gazu w kolbie;
b - ciśnienie atmosferyczne;
h1 - h2 - różnica między ciśnieniem atmosferycznym i ciśnieniem
gazu w kolbie;
Kolejność wykonywania czynności podczas przeprowadzania
doświadczenia :
1) Napełnienie kolby wodą tak, aby termometr nie dotykał powierzchni
wody.
2) Uruchomienie pompki wodnej i uzyskanie maksymalnego do osiągnięcia
podciśnienia ( względem atmosferycznego ) w kolbie.
3) Uruchomienie chłodzenia w celu uniemożliwienia przedostawania się
pary wodnej do zbiornika wyrównawczego ciśnienia.
4) Podgrzanie wody w kolbie aż do osiągnięcia wrzenia.
5) Jednoczesne odczytanie wskazań manometru i termometru w chwili
wrzenia. Przerwanie ogrzewania.
6) Zwiększenie ciśnienia w kolbie poprzez odkręcenie zaworu.
7) Ponowne doprowadzenie wody w kolbie do wrzenia i dokonanie pomiarów
jak poprzednio.
Czynności powtarzano dwudziestokrotnie, aż do osiągnięcia ciśnienia
atmosferycznego w kolbie.
Tabela przedstawia wyniki dokonanych pomiarów. Pomiarów dokonywano w
temperaturze otoczenia t=26°C pod ciśnieniem atmosferycznym b=765
mmHg.
Numer pomiaru Temperatura wrzenia Poziom rtęci w manometrze h1-h2 b p
[°C] h1 h2 [mmHg] [mmHg] [mmHg]
[mmHg] [mmHg]
1 76,5 567 119 448 765 317
2 78 559 127 432 765 333
3 80 548 137 411 765 354
4 81,5 538 147 391 765 374
5 83 520 165 355 765 410
6 85 511 174 337 765 428
7 86,5 499 186 313 765 452
8 88 489 196 293 765 472
9 89,5 477 208 269 765 496
10 91 463 221 242 765 523
11 92,5 451 233 218 765 547
12 94 435 249 186 765 579
13 95 421 262 159 765 606
14 96 410 278 132 765 633
15 97 400 288 112 765 653
16 98 389 295 94 765 671
17 99 377 310 67 765 698
18 99,7 366 316 50 765 715
19 100,5 353 329 24 765 741
20 101,5 341 341 0 765 765
Na podstawie danych liczbowych z tabeli sporządzono wykres temperatury
wrzenia jako funkcji ciśnienia - T=f(p).
Logarytmiczny wykres zależności temperatury wrzenia od ciśnienia.
Wnioski :
Z przeprowadzonego doświadczenia i dokonanych pomiarów wynika, że
wraz ze zmianą ciśnienia wywieranego na powierzchnię wody zmienia
się jej temperatura wrzenia. Ze wzrostem ciśnienia liniowo wzrasta
temperatura wrzenia i odwrotnie - przy zmniejszaniu ciśnienia
temperatura wrzenia maleje.
Pod ciśnieniem atmosferycznym temperaturę wrzenia wody w kolbie
termometr wskazywał na 101,5°C. Według tablic fizycznych woda wrze w
temperaturze 100°C pod ciśnieniem atmosferycznym, wynoszącym
normalnie 760 mmHg. Doświadczenie było przeprowadzane pod ciśnieniem
zewnętrznym wynoszącym 765 mmHg oraz w temperaturze otoczenia 26°C. Z
przyczyn technicznych termometr był zanurzony w wodzie co wprowadziło
dodatkowe, niezależne przekłamanie wyników.
Sądzę jednak, że tak dużą odchyłkę względem tablic fizycznych
spowodowało zanieczyszczenie wody znajdującej się w kolbie, tzn. jej
skład chemiczny odbiegał od H2O.
