NAZWISKO: NAJUCH IMIE: TOMASZ KIERUNEK:FIZYKA Z INFORMATYKĄ ROK STUDIÓW: I GRUPA LABORATORYJNA: X		WYŻSZA SZKOŁA PEDAGOGICZNA W RZESZOWIE I PRACOWNIA FIZYCZNA
				WYKONANO		ODDANO
				DATA	PODPIS	DATA	PODPIS
Ćwiczenie Nr: 50a	Temat: Wyznaczanie ciepła właściwego parowania wody.

1. Parowanie jest to przemiana polegająca na przemianie cieczy w parę. Istnieją dwa rodzaje parowania: parowanie powierzchniowe i parowanie zachodzące
   w całej objętości cieczy zwane wrzeniem. Zjawisko parowania powierzchniowego polega na wyswobadzaniu się na powierzchni cieczy tych jej cząsteczek, które mają wystarczającą energię na pokonanie sił wiązania
   z innymi cząsteczkami w cieczy. Parowanie zachodzi więc w każdej temperaturze, przy czym im wyższa temperatura cieczy, tym więcej takich cząsteczek wyswobadza się z niej, a zatem tym intensywniejsze jest parowanie. Szybkość parowania wzrasta również przy zwiększeniu powierzchni lub obniżeniu ciśnienia, a także wtedy, gdy para jest natychmiast usuwana sponad cieczy przez przepływ powietrza.

Para nasycona jest to para, która w stanie równowagi termodynamicznej ma w danej temperaturze największą gęstość i ciśnienie, zwane prężnością pary nasyconej. Układ para nasycona - ciecz jest zawsze w stanie równowagi fazowej, w związku z tym parę nasyconą często określa się jako parę będącą w równowadze ze swą cieczą. Prężność i gęstość pary nasyconej wzrastają ze wzrostem temperatury. W stanie krytycznym gęstość pary nasyconej staje się równa gęstości cieczy. Jeśli ciśnienie zewnętrzne przewyższa prężność pary nasyconej w danej temperaturze, wówczas część pary nasyconej ulega skropleniu lub następuje przesycenie pary.

Para nienasycona to para, która w danej temperaturze ma mniejszą gęstość
i mniejsze ciśnienie niż para nasycona. Układ ciecz - para nienasycona nie jest, więc w stanie równowagi fazowej i ciecz paruje w nim dopóty, dopóki para nienasycona nie stanie się parą nasyconą. Przy zwiększaniu ciśnienia lub zmniejszaniu temperatury para nienasycona przechodzi w końcu w parę nasyconą, a potem albo ulega częściowemu skropleniu albo staje się parą przesyconą.

2.Ciepłem parowania nazywamy ilość energii cieplnej potrzebnej do zamienienia w parę w temperaturze wrzenia 1kg cieczy.

.

Jednostką w układzie SI ciepła parowania jest
.

3.Bilans cieplny. W wykonywanym doświadczeniu kalorymetr zyskuje ciepło (c_k+c_wm_w)(t₂-t₁) kosztem pary, która skraplając się oddaje ciepło parowania Cm_p i ochładza się od temperatury wrzenia t_w do temperatury kalorymetru t₂ oddając ciepło c_wm_p(t_w-t₂),czyli c_k+c_wm_w)(t₂-t₁) = Cm_p+c_wm_p(t_w-t₂), gdzie m_p oznacza masę skroplonej pary. Zatem

gdzie: C - ciepło właściwe parowania wody

c_k- ciepło właściwe kalorymetru

c_w- ciepło właściwe wody

m_w-masa wody

m_p- masa skroplonej pary

t₁-temperatura początkowa wody

t₂-temperatura końcowa wody

t_w-temperatura wrzenia

4.Przebieg doświadczenia

• wyznaczam masę naczynia wewnętrznego kalorymetru m_k

• napełniam naczynie kalorymetru wodą i wyznaczam masę wody:
  m_w=m_kw - m_k

• umieszczam naczynie w osłonie i ustalam temperaturę początkową t₁

• doprowadzam wodę w wytwornicy pary do wrzenia, następnie wprowadzam jej wylot do kalorymetru.Parę należy przepuszczać tak długo, dopóki temperatura wody w kalorymetrze nie osiągnie wartości ok.330 K.

• ustalam wartość temperatury końcowej t₂

• wyznaczam masę pary wodnej
  

• na podstawie otrzymanych wyników pomiarów obliczam ciepło parowania wody:

5. Tabela pomiarowa:

6. Obliczenia:

m_w= 330 - 93,5 = 236,5 g

m_p= 356,5 - 330 = 26,5 g

c_k= 886 J/kgK

c_w= 4186 J/kgK

t_w= 373^oK

Błąd ciepła parowania wody obliczam ze wzoru:

ΔC =

Δt = (0,5 + 0,5) = 1

Wartości c_w i c_k były odczytane z tablic więc przyjmuję, że nie są obarczone błędem.

ΔC =

C = (1825±86)10³ J/kg

Wnioski:

Porównujemy otrzymany wynik z wartością tablicową:

Z kryterium porównawczego wynika, że wyniki nie są zgodne.

Pomiar ciepła parowania wody był pośredni (nie można zmierzyć tego bezpośrednio - należy wyliczyć ze wzoru). W związku z tym, że wzór był dość rozbudowany i składał się z wielu zmiennych. Na błąd pomiaru wpływało wiele czynników takich jak :

dokładność pomiaru mas (kalorymetru, kalorymetru z woda, kolorymetru z woda i parą)

dokładność pomiaru temperatury

1

---