I. WSTĘP

Wrzenie jest to proces intensywnego parowania nie tylko na powierzchni cieczy, ale również wewnątrz cieczy. Ciśnienie „p” wewnątrz pęcherzyka pary równe jest:

p = p_o + rgh + P_RM

gdzie: p_o - ciśnienie zewnętrzne

rgh - ciśnienie hydrostatyczne leżących nad pęcherzykiem warstw

cieczy,

P_RM = - dodatkowe ciśnienie związane z napięciem powierzchniowym pęcherzyka pary cieczy

r - promień pary pęcherzyka

s - napięcie powierzcniowe cieczy

Wrzenie następuje w temperaturze, w której ciśnienie par nasyconych wewnątrz pęcherzyka

p_p > p_o + rgh + P_RM jeśli w cieczy istnieją odpowiednie centra, na których mogą się tworzyć pęcherzyki pary to P_RM<<p_o oraz rgh<<p_o i warunek wrzenia można zapisać p » p_o temperatura wrzenia jest to zatem temperatura cieczy, w której ciśnienie pary nasyconej jest równe ciśnieniu zewnętrznemu. Zależność temperatury wrzenia cieczy od cisnienia określa równanie Claussiusa-Clapeyrona:

gdzie: l - molowe ciepło parowania,

v_p - molowa objętość pary w temperaturze T,

v_c - molowa objętość cieczy w temperaturze T.

Przyjmując upraszczające założenia:

1) l jest stałe, co jest w przybliżeniu słuszne dla różnicy temperatury

równej kilkadziesiąt stopni,

2) zaniedbując molową objętość cieczy, czyli przyjmując, że:

v_p - v_c » v_p

3) stosując równanie gazów doskonałych dla pary cieczy

otrzymamy:

Równanie (3) można napisać w postaci:

Po scałkowaniu stronami otrzymujemy następujący wzór:

lub

gdzie:

Ponieważ dla interesującego nas przedziału temperatur średnia wartość oraz , więc A = 4950 K

Pisząc równanie (6) dla dwu różnych ciśnień p_o i p_x

oraz odejmując stronami równanie (8) i (7) otrzymamy:

Wiedząc, że pod ciśnieniem 9,81×10⁴ Pa woda wrze w temperaturze 373 K, podstawiamy w równaniu (9) odpowiednio za p_o = 9,81×10⁴ Pa

i T_o = 373 K i wyliczamy ciśnienie p_x, przy którym woda wrze w temperaturze T_x.

II. WYNIKI POMIAR*W

Numer pomiaru	Ciśnienie	Temp. wrzenia	Ci*nienie rzeczywiste
	[kG/cm^2]	[K]	[hPa]
1	0,95	317	80,55
2	0,9	324,5	129,6
3	0,85	331,5	178,65
4	0,8	337	227,7
5	0,75	341,5	276,75
6	0,7	345,4	325,8
7	0,65	348,5	374,85
8	0,6	351,6	423,9
9	0,55	354,2	472,95
10	0,5	356,6	522
11	0,45	358,9	571,05
12	0,4	361	620,1
13	0,35	362,9	669,15
14	0,3	365	718,2
15	0,25	366,5	767,25
16	0,2	368	816,3
17	0,15	369,5	865,35
18	0,1	371	914,4
19	0,05	372,2	963,45
20	0	373	1012,5

W naszej tabelce ciśnienie jest wielkością odczytaną z wakuometru jednak do wszystkich obliczeń wykorzystujemy ciśnienie rzeczywiste, które otrzymujemy po odjęciu od ciśnienia atmosferycznego zmierzonej wartości ciśnienia wyrażonego w hPa, pamiętając, iż 1kG = 9,81 N,

a 1cm² = 10^-4 m².

Następnie wyliczamy p_x dla trzech wartości temperatur:

t_x = 80^oC = 353 K

t_x = 60^oC = 333 K

t_x = 40^oC = 313 K

i porównujemy tak wyliczone wartości z wartościami z wykresu

t = f(p) dla podanych temperatur.

Numer	Temp. wrzenia tx	Ci*nienie px
pomiaru	[K]	[hPa]
1	353	463
2	333	199
3	313	77

III. OBLICZANIE BŁ*D*W

Na wykresie zależności t = f(p) nanosimy błąd pomiaru, przyjmując Dt = 0,5^oC = 273,5 K, Dp = 10³ Pa = 10 hPa. Sprawdzamy czy odczytane z wykresu wartości p_x równają się w granicach błędu wartościom wyliczonym teoretycznie.

---