 |
Дайте определение понятию нормальная температура кипения. Что она характеризует? С какой целью её используют?
|
|
|
|
11. Как (с помощью какой совокупности термодинамических процессов) можно преобразовать вещество из твердого агрегатного состояния в парообразное, если рзад > ртр? Изобразите возможные варианты в p-v и T-s координатах.
11. Как (с помощью какой последовательности термодинамических процессов) можно превратить вещество из твердого агрегатного состояния в парообразное, если рзад < ртр? Изобразите возможные варианты в p-v и T-s координатах.
12. Можно ли вещество, находящееся в твердом состоянии, превратить в парообразное минуя фазовый переход жидкость-пар, если рзад < ртр? Ответ обоснуйте при помощи T-s, p-v и h-s диаграмм.
13. Как вещество, находящееся в твердом состоянии при р> ртр, превратить в парообразное с минимальным числом фазовых переходов? Изобразите ваш вариант в T-s, p-v и h-s координатах.
14. Изобразите изотермический процесс превращения вещества, находящегося в жидком состоянии, в парообразное в p-v и T-s координатах. Какие характерные состояния при этом проходит вещество?
15. Изобразите изобарный процесс превращения вещества, находящегося в жидком состоянии, в парообразное в p-v и T-s координатах. Какие характерные состояния при этом проходит вещество?
16. Какие процессы происходят в лабораторной установке (баллончике с ацетоном) после окончания опытов. Ваши варианты ответа изобразите на T,s диаграмме.
Лабораторная работа № 4 посвящена определению теплоты парообразования воды. При её выполнении надо знать следующие положения:
1. Теплотой парообразования называется количество теплоты, необходимое для превращения одного килограмма кипящей жидкости в насыщенный пар при остоянном давлении. Теплота, подводимая к кипящей жидкости при постоянном давлении, не вызывает увеличения температуры, а расходуется на работу дисгрегации (увеличение расстояния между молекулами, то есть на преобразовании жидкости в пар). Определив массу пара (конденсата) и количество теплоты, затраченное на его образование, рассчитывают теплоту парообразования воды в условиях опыта.
|
|
|
Для определения массы пара (конденсата), образующегося за время опыта, достаточно взвесить змеевик со сборником конденсата в начале и конце опыта. Для определения затрачиной теплоты необходимо надо измерить температуру воды в калориметре также в начале и конце опыта. Тогда значение теплоты парообразования можно рассчитать из уравнения теплового баланса
| (с р, в· М в+ W)·(t 2– t 1) = М к· r + М к· ср , в(ts – t 2) | (6.7) |
где М в — масса воды, находящейся в калориметре (обычно 5 кг);
W — водяной эквивалент калориметра, то есть количество теплоты, необходимое для нагрева всех смачиваемых частям калориметра на один градус;
М к = (М 2 –М 1 ) — масса образовавшегося конденсата (пара), кг;
М 1, М 2 — масса змеевика в начале и конце опыта;
ср, в = 4,1868 кДж/(кг·К) — удельная изобарная теплоемкость воды;
ts — температура насыщения (кипения) воды при давлении опыта;
t 1, t 2 — начальная и конечная температура воды в калориметре.
К смачиваемым частям калориметра относятся корпус, мешалка, змеевик со сборником конденсата и термометр. Водяной эквивалент калориметра определен в другом независимом опыте и принимается равным 5,4 кДж/К.
Температура насыщения при давлении опыта определяется интерполяцией соответствующих величин из таблиц свойств воды и водяного пара [3] по атмосферному давлению в момент проведения опыта.
Началом опыта является момент подключения змеевика к кипятильнику, в котором кипит вода, а концом — момент выравнивания температуры конденсата (змеевика) и температуры воды в калориметре, когда последняя достигает максимума.
|
|
|
В уравнении (6.7) левая часть — теплота, полученная водой и калориметром за время опыта. Первое слагаемое правой части — теплота, выделившаяся при конденсации М кг пара: (М к· r), а второе — теплота, отданная конденсатом при его охлаждении от температуры конденсации (ts), до температуры, установившейся в конце опыта (t 2).
Процессы образования (1-2-3) и конденсации (3-2) пара, а также охлаждения конденсата до конечной температуры в опыте (2-К) представлены на диаграмме T,s (рис. 6.6). Площадь (c-2-3-d-c) соответствует теплоте парообразования r в условиях опыта; площадь (a-1-2-c-a) – теплоте, затрачиваемой на подогрев воды от начальной (комнатной) температуры до температуры кипения (насыщения) ts; площадь (c-2-K-b-c) – теплоте, отдаваемой конденса-
Рис. 6.5. Изображение процессов образования и конденсации пар а
том при его охлаждении от температуры конденсации ts до конечной температуры воды в калориметре t 2.
Рис.6.6. Схема установки для определения удельной теплоты парообразования воды.
|
|
|
