Опис приладів і методика вимірювання. Перехід рідини й пари в критичний стан можна спостерігати за допомогою ампули з ефіром ( ; ; см3/г)

Перехід рідини й пари в критичний стан можна спостерігати за допомогою ампули з ефіром (; ; см³/г). Прилад для досліду складається з металевої прямокутної камери (з алюмінію), протилежні стінки якої мають засклені віконця, всередині камери міститься металевий стержень за кріплений у її бічних стінках, на якому підвішують скляну запаяну ампулу з гачком, наповнену на 1/3 рідким ефіром. Нагрівають прилад газовим пальником. У міру нагрівання тиск і густина насиченої пари в ампулі збільшується, а густина ефіру зменшується, що спричиняє зменшення поверхневого натягу ефіру, його поверхня стає спочатку більш плоскою, а рівень ефіру в ампулі піднімається. Далі меніск стає розпливчастим і зовсім зникає. Настає критичний стан, ампулу заповнює однорідна речовина. Під час охолодження появляється характерне помутніння, зумовлене оптичним явищем, яке називають критичною опалесценцією. Ця особливість розсіяння світла виявляється в момент переходу речовини в критичний стан. Після цього знову легко помітити межу поділу рідкої і пароподібної фаз з різко вираженим меніском.

Хід роботи:

1. Увімкнути газовий пальник, стежити за показами термопарного термометра (попередньо проградуйованого) і поведінкою ефіру в ампулі.

2. Виявити температуру , за якої зникає межа поділу між парою і рідиною.

3. Підвищивши температуру середовища ще на 5-10°С, припинити його нагрівання.

4. Під час охолодження середовища знову зауважити температуру , за якої з’явиться меніск.

5. Обчисляти значення критичної температури ефіру як середнє арифметичне: і виразити в градусах Кельвіна.

6. Вимірювання повторити ще чотири рази. Результати вимірювання і обчислень записати в таблицю.

Контрольні питання

1. Вивести і пояснити рівняння Менделєєва-Клапейрона для довільної маси газу.

2. Нарисувати та пояснити хід графіків ізотерм реального та ідеального газів.

3. Що таке критична точка, критичні параметри?

4. Експериментальні ізотерми реального газу.

5. За яких умов речовина може бути переведена з газоподібного стану в рідкий?