压强沸点的关系实验.docVIP

第一章 仪器介绍 液体的沸点与压强相关是热学中的一个重要现象，是普通物理学教学实验大纲中要求的热力学基本实验之一。应用LB-PB 压强—沸点实验仪进行实验，能够测定在压强小于一个大气压的情况下，水的饱和蒸汽压强与沸点的变化规律。 ( 仪器特点： 1．真空蒸汽发生器、冷凝器均采用优质玻璃或有机玻璃制作，并有红光照明，沸腾的实验过程直观可见； 2．采用真空泵，可使真空蒸汽发生器内的压强达到0.2 × 105 Pa； 3．系统工作于0.2 ~ 1.0个大气压（即负压）之间，避免向外爆裂伤人； 4．低压36V加热，安全性好。 ( 仪器结构： 注释： ( 真空蒸汽发生器：水被加热并沸腾的场所； ( 冷凝器：将真空蒸汽发生器内水沸腾时产生的水蒸汽用冷水冷凝并收容； ( 稳压调节阀：控制进气阀门； ( 压强调节阀：控制抽气阀门； ( 真空泵：可将真空蒸汽发生器内的压强抽至0.2 × 105 Pa。其结构见图2： 第二章 实验目的、原理 ( 实验目的： 测量不同压强下的水的沸点，研究水的饱和蒸汽压与沸点的变化规律。 ( 实验原理： 在一定压强下，当液体加热到某一温度，液体内部的饱和汽压强和液体表面压强相等时，整个液体便剧烈汽化，称为沸腾，相应的温度称为沸点。液体沸腾的条件是P0＝0为液体在一定温度下的饱和汽压强；P为外压强。液体表面压强增大时，沸点随之升高；液体表面压强减小时，沸点相应降低。饱和蒸汽压和沸点之间呈一一对应的关系。 实验的原理示意图如图3所示。 真空蒸汽发生器是一玻璃容器，水在此被加热并沸腾，通过插入其中的温度传感器测量出液体的温度，真空表读出管道中的压强。“稳压调节阀”通过调节进气的速率来控制压强的大小，而“压强调节阀”通过控制真空泵抽气的速率改变压强的大小。 实验通过动态平衡法测量蒸汽的压强。当真空泵工作时，调整“压强调节阀”，对真空蒸汽发生器进行抽气，稍稍打开“稳压调节阀”，当进气速率和抽气速率平衡时，压强大小保持不变，可通过真空表读出蒸汽的压强。液体沸腾以后，缓慢旋小“压强调节阀”，而缓慢旋大“稳压调节阀”，可使管中的负压缓慢变小，即饱和蒸汽压缓慢增大。通过本实验可验证水的压强与沸点的变化规律。 第三章 实验操作 本实验仪器由于含有真空泵、水容器等结构部件，因此日常的维护保养就显得非常重要。在正式开始实验之前，先介绍一下维护保养的注意事项。 ( 维护保养： 1．经过长时间地使用，泵油变脏并混有水蒸汽，需要更换泵油。更换时将放油口的防漏螺栓拧下，待泵油流尽后将该口螺栓重新拧紧，即可注入新的真空泵油，油量以接近油标窗中心点（红点）为宜。 2．每次实验做完后将冷凝器内水放尽（否则会缩短冷凝器使用寿命）。在气温低于0℃的日子里，实验结束后，不仅要将冷凝器内的水放尽，还应将真空蒸汽发生器内的水吸尽（用洗耳球通过硅橡胶管将水吸出），还要将真空泵内的油也放尽，以防水结冰、油凝固，破坏仪器。 3．将接油盒放在仪器右侧的排气孔下，收集被真空泵泵出的细小油滴。真空泵长期使用后，由于泵油的渗透作用，在防漏螺栓下方、泵底部会出现一层油雾，应及时擦拭干净。 4．当真空泵正常工作过程中突然断电，而再次接通电源后，真空泵工作不正常，无法起动，这时，应立即切断电源，并打开“稳压调节阀”（进气阀），对抽气的整条管道补充空气直至真空表显示为0，才能再次开通电源，真空泵就可以起动，正常工作了。 5．仪器长途运输时，应将真空蒸汽发生器上的防漏球阀关闭，真空泵内的油也应放尽才能包装，包装要牢固、防震。 ( 常见故障排除： 如果抽气至真空表显示最大值，经计算真空蒸汽发生器内的水所处的压强高于0.2 × 105 Pa时，应检查真空蒸汽发生器进水口、冷凝器进水口和冷凝水出口的密封螺栓是否拧紧、密封是否有效；或者泵油是否过多或过少。 若上述故障排除，压强仍达不到要求，应观察冷凝器内水所冒的气泡是否正常。若气泡过小或只是间断有气泡，这种现象表明真空泵工作不正常，应维修或更换。 上述情况都排除，便是管道松动而漏气，使抽空无法达到要求，压强也就不可能达到小于0.2 × 105 Pa。这时应仔细检查各管道，查出漏气管口，重新安装。安装时管口应涂上703胶，装好后还应加上喉箍保护。喉箍收紧时，手感受力时便可，不应太紧。 ( 实验步骤： 1．实验前检查真空蒸汽发生器内水位是否适当（其水位处在警戒水位和最高水位之间，靠近最高水位），如水位不够，应旋下真空蒸汽发生器加水柱上的密封螺栓，注入适量冷水。 2．旋紧冷凝水出口，旋下冷凝器加水柱上的密封螺栓，注入适量冷水至水位线。旋紧真空蒸汽发生器和冷凝器进水口的密封螺栓。 3．关紧（顺时针方向旋转）“压强调节阀”（抽气阀）和“稳压调节阀”（进气阀）。打开真空蒸汽发生器上的防漏球形阀（防漏阀开关手柄应处于“开