压强—沸点系实验.doc

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1、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。þ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0.2×105Pa;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。图1仪器结构þ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

2、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0.2×105Pa。其结构见图2:消声排气阀油标窗防漏螺栓图2真空泵图第二章实验目的、原理þ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。þ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=P,P0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

3、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

4、,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。图3实验装置原理示意图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。þ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

5、(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

6、。þ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0.2×105Pa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0.2×105Pa。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

7、便可,不应太紧。þ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”的位置)。4.打开“电源开关”和“加热开关”,待真空蒸汽发生器内的水温约40℃时,再打开“泵开关”,并

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