BADANIE ZALEŻNOŚCI TEMPERATURY WRZENIA OD CIŚNIENIA. WYZNACZANIE WILGOTNOŚCI WZGLĘDNEJ POWIETRZA.

1. CEL ĆWICZENIA.

Parowanie - zjawisko przechodzenia substancji ze stanu ciekłego w stan lotny odbywające się na powierzchni cieczy.

Wrzenie - proces zamiany cieczy w gaz odbywający się przy danej temperaturze ( tzw. temperaturze wrzenia ) i przy danym ciśnieniu w całej objętości cieczy.

Wrzenie następuje wówczas, gdy ciśnienie pary nasyconej p_n wewnątrz pęcherzyka o promieniu r zrówna się z sumą ciśnień: zewnętrznego p_a, hydrostatycznego d*g*h i ciśnienia wynikającego z napięcia powierzchniowego cieczy na granicy pęcherzyka 2δ/r. Warunek ten przedstawia się następująco:

p_n = p_a + d*g*h + 2δ/r

W przybliżeniu warunek ten ma postać:

p_n = p_a

Para nasycona - taka, która znajduje się w równowadze z cieczą, z której powstała.

Przy danej temperaturze i przy danym ciśnieniu ma największą gęstość i prężność.

Wilgotność względna - ilość W pary wodnej w danej objętości do ilości W_n pary wodnej, która daną objętość nasyca w tej samej temperaturze.

S = W / W_n = p / p_n

2. 
   WYZNACZANIE WILGOTNOŚCI WZGLĘDNEJ ZA POMOCĄ PSYCHROMETRU.

Odczyt z obu termometrów po ustaleniu się temperatury. Wilgotność względną powietrza s odczytuje się z tablic psychrometrycznych.

L.p.	Stan termometru suchego	Stan termometru mokrego	Ts - Tm	s
		[ ^oC ]	[ ^oC ]	[ ^oC ]	[ % ]
1	18	13,6	4,4	61
2	18,2	14	4,2	63
3	18,2	13,8	4,4	61
4	18,4	14	4,4	62
5	18,6	14,2	4,4	62
6	18,8	14	4,8	59

Jako źródło porównawcze stosuje się higrometr włosowy.

Błąd pomiarowy wynosi:

T_s = T_m. = 1 ^oC

3. BADANIE ZALEŻNOŚCI TEMPERATURY WRZENIA WODY OD CIŚNIENIA.

Schemat aparatury do wyznaczania zależności temperatury wrzenia od ciśnienia.

B - chłodnica wody

M - manometr do pomiaru różnicy ciśnień

T - termometr

K - kranik

L.p.	T	p
		[ ^oC ]	[ mm Hg ]
1	95	550
2	96	570
3	96	590
4	97	610
5	98	630
6	99	650
7	100	670
8	100	690
9	101	710
10	101	730
11	102	750
12	104	770
13	105	790
14	106	810
15	107	830
16	108	850
17	108	870
18	109	890
19	109	910
20	110	930
21	110	950

Błąd pomiarowy wynosi:

p = 5 mm Hg

T = 0,75 ^oC

4. WYKRES ZALEŻNOŚCI T = f ( p ).

5. WNIOSKI WŁASNE.

Podczas pomiaru wilgotności względnej można stwierdzić, że wyznaczana wilgotność pokrywa się ze wskazaniami higrometru wzorcowego. Niewielkie błędy występujące podczas pomiaru wynikają z niedokładności użytych przyrządów.

W ćwiczeniu drugim można twierdzić, że wraz ze wzrostem ciśnienia zwiększa się temperatura wrzenia wody. Przy ciśnieniu niższym od atmosferycznego ( 550 mm Hg) temperatura ta wynosi już 95 ^oC, a przy ciśnieniu 950 mm Hg aż 110 ^oC.

Badane zjawisko znajduje zastosowanie w transporcie morskim ( przewóz gazów w stanie skroplonym przy znacznie niższym ciśnieniu ) oraz w gospodarstwie domowym - szybkowar - urządzeniu działającym pod zwiększonym ciśnieniem; temperatura gotowania wynosi 390 K ( 117 ^oC ) co sprawia, że potrawy gotują się znacznie szybciej.