14.doc

I. WSTĘP

              Wrzenie jest to proces intensywnego parowania nie tylko na powierzchni cieczy, ale również wewnątrz cieczy. Ciśnienie „p” wewnątrz pęcherzyka pary równe jest:

                                                                                    p = po + rgh + PRM

gdzie:               po - ciśnienie zewnętrzne

              rgh - ciśnienie hydrostatyczne leżących nad pęcherzykiem warstw

           cieczy,

PRM =

- dodatkowe ciśnienie związane z napięciem        powierzchniowym pęcherzyka pary cieczy

              r - promień pary pęcherzyka

              s - napiêcie powierzcniowe cieczy

              Wrzenie następuje w temperaturze, w której ciśnienie par nasyconych wewnątrz pęcherzyka

pp > po + rgh + PRM jeśli w cieczy istnieją odpowiednie centra, na których mogą się tworzyć pęcherzyki pary to PRM<<po oraz rgh<<po i warunek wrzenia można zapisać p » po temperatura wrzenia jest to zatem temperatura cieczy, w której ciœnienie pary nasyconej jest równe ciœnieniu zewnêtrznemu. Zale¿noœæ temperatury wrzenia cieczy od cisnienia okreœla równanie Claussiusa-Clapeyrona:

gdzie: l - molowe ciep³o parowania,

              vp - molowa objêtoœæ pary w temperaturze T,

              vc - molowa objêtoœæ cieczy w temperaturze T.

Przyjmując upraszczające założenia:

1) l jest sta³e, co jest w przybli¿eniu s³uszne dla ró¿nicy temperatury

  równej kilkadziesi¹t stopni,

2) zaniedbuj¹c molow¹ objêtoœæ cieczy, czyli przyjmuj¹c, ¿e:

vp - vc » vp

3) stosując równanie gazów doskonałych dla pary cieczy

otrzymamy:

Równanie (3) można napisać w postaci:

Po scałkowaniu stronami otrzymujemy następujący wzór:

lub

gdzie:  

Ponieważ dla interesującego nas przedziału temperatur średnia wartość     oraz     ,    wiêc A = 4950 K

Pisz¹c równanie (6) dla dwu ró¿nych ciœnieñ po i px

oraz odejmując stronami równanie (8) i (7) otrzymamy:

              Wiedząc, że pod ciśnieniem  9,81×104 Pa  woda wrze w temperaturze 373 K,  podstawiamy w równaniu (9) odpowiednio za  po = 9,81×104 Pa 

i   To = 373 K  i wyliczamy ciœnienie  px,  przy którym woda wrze w temperaturze  Tx.

II. WYNIKI POMIARÓW