Хід роботи. 1. Знайомимось з установкою (див

1. Знайомимось з установкою (див. рис. 3.5) та роботою триходового крану. Перед початком експеримента необхідно провести попередню підготовку вимірювальної установки й упевниться, що манометр і термометр забезпечують необхідну точність вимірювання. Для одержання максимально достовірних експериментальних даних експеримент необхідно проводити мінімум три рази.

2. У склянку набираємо 40 – 50 см³ досліджуваної рідині (вода) та отвір замикаємо пробкою з термометром, обгорнутим шаром вати.

3. За допомогою насосу Камовського створюємо розрідження до рівня 150 – 250 мм рт. ст.

4. Триходовим краном від'єднуємо систему від насосу Камовського та навколишнього середовища.

5. Перевіряємо систему на герметичність.

6. Вмикаємо нагрівач, та чекаємо поки рідина закипить.

7. Як тільки температура кипіння перестала змінюватись, заносимо її значення та показники манометру h₁ і h₂ до таблиці 3.1.

8. Тимчасово з'єднуючи систему з атмосферою за допомогою триходового крану підвищуємо тиск на 50 – 70 мм рт. ст. Очікуємо встановлення термічної рівноваги та заносимо данні до таблиці.

9. Ступінчато підвищуючи тиск заносимо нові дані до таблиці 3.1

Таблиця 3.1

№	t, 0C	Т, К	1/Т, К-1	H1, мм	H2, мм	P, мм рт. ст.	ln(P, мм рт. ст.)

Рис. 3.5. Схема установки для визначення теплоти паротворення рідини.

1 – ртутний манометр; 2 – компенсаційна ємність (для підтримання сталого тиску під час кипіння); 3 – електричний нагрівач; 4 – склянка с досліджуваною рідиною; 5 – термометр; 6 – зворотній холодильник; 7 – триходовий кран.

Тиск у системі за допомогою ртутного манометра розраховується с урахуванням атмосферного тиску за співвідношенням: P = P_атм – (H₁ + H₂).

Подальша обробка експериментальних даних полягає в знаходженні кутового коефіцієнта прямої, тому не має значення в яких одиницях виміру представляти значення тиску для обробки.

При розрахунку значень 1/Т необхідно враховувати правила для точності розрахунку й округлення значень. Оскільки значення Т_сер містять три значущі цифри, то значення 1/Т також повинне містити три значущі цифри (див. МВ № 1321):

P, мм рт. ст.	t, 0C	Т2, К	1/Т, К-1	ln(P, мм рт. ст.)
			0,00270	6,551

Подальша обробка експериментальних даних може бути проведена як з використанням чисельних методів (метод найменших квадратів), так і графічним чином. (Приклад оформлення цієї роботі наведено у Додатку)

При графічному способі значення й наносяться на графік у вигляді добре помітних точок. Необхідно відзначити, що експериментальні дані завжди містять систематичні й(або) випадкові помилки і їхня обробка полягає в чисельній (МНК) або графічної апроксимації.

Графічна апроксимація (у цьому випадку лінеаризація) зводиться до того, що через нанесені точки проводиться пряма лінія, таким чином, щоб "вага" експериментальних точок які не попадають на пряму з одного боку була урівноважена "вагою" точок з іншого боку прямої.

Потім графічним шляхом визначається кутовий коефіцієнт побудованої прямої (похідну ). Для цього на прямій вибираємо дві точки; із цих точок опускаємо проекції на осі, і знаходимо координати обраних точок (рис. 3.4). Знаходимо похідну таким чином:

(3.6).

В свою чергу похідна дорівнює

(3.7).

Звідки обчислюємо значення молярної теплоти пароутворення води:

(3.8).

Розраховуємо питому теплоту пароутворення води та зміну ентропії:

, (3.9).

Контрольні питання та задачі до лабораторної роботи № 4

1. * Як змінюєтся ентропія при довільних кристалізації, конденсації або десублімації в ізольованій системі?

2. Як змінюється ентропія при довільних плавлінні, випаровуванні або сублімації в ізольованій системі?

3. Чому дорівнює зміна енергії Гіббса та енергії Гельмгольца для процеса випаровування 10 моль води при 373 К?

4. * Як визначити теплоту випаровування води при 363 К? Який графік треба побудувати та якими формулами скористатися?