Известно, что давление, при котором начинается кипение, зависит от абсолютной температуры как где A, B, C — постоянные величины. Определите на основе экспериментальных данных параметры этой зависимости.
Оборудование: держатель для пробирки, пробирка, пробка с трубкой, 2 трубки тонкие, тройник-разветвитель, трубка толстая, шприц, салфетки, мультиметр с термопарой, горячая вода по требованию, линейка.
Для начала соберем установку:
Замерив температуру воды, закупорив пробирку и достаточно быстро оттягивая поршень шприца (чтобы не успело испариться большое количество воды, меняя количество вещества в газопаровом состоянии), будем создавать кипение.
Считая процесс изотермическим (теплоемкость пара мала по сравнению с теплоемкостью воды), давление, при котором жидкость закипает при измеренной температуре, найдем как где V0 — объем свободного от воды пространства в пробирке (вообще говоря, включая объем трубок), V — объем под поршнем шприца.
Проведем замеры требуемого для закипания воды в пробирке объема шприца от температуры воды.
1 способ.
Заметим, что количество констант задано избыточно:
где Поэтому одну из них мы можем выбрать произвольным образом.
При атмосферном давлении P0 кПа вода кипит при температуре T0 = 373 К. Положим A = P0, тогда
Отсюда Строим зависимость
от
константу B находим как угловой коэффициент этой зависимости.
2 способ.
Прологарифмируем зависимость
Строя зависимость от
найдем коэффициенты
и B. Отсюда
Произвольный выбор одного из параметров A или C однозначно определяет второй параметр.
Примечание: теоретическая зависимость имеет вид где P0 и T0 — некоторая опорная точка на фазовом переходе, например, точка кипения воды при атмосферном давлении P0 = 101,3 кПа, T0 = 373 К,
кДж/кг — удельная теплота парообразования,
кг/моль, R = Дж/(моль · К). При этом C = 2,68 · 10-3 К-1, B = 4895 К.

