آزمایش اندازه گیری گرمای نهان تبخیر

آزمایش اندازه گیری گرمای نهان تبخیر

مختصری از تئوری آزمایش :

تعریف: گرمای نهان تبخیر مقدار حرارتی است که واحد جرم آب می گیرد تا بدون تغییر دما در فشار ثابت به بخار تبدیل شود.

اگر m گرم بخار مایعی را توسط یک میعان کننده در داخل گرماسنجی به مایع تبدیل کنیم تا دمای گرماسنج از  به   تغییر کند , در صورتی که گرمای نهان تبخیر را L , گرمای ویژه مایع درون گرماسنج را ()c, ارزش آبی گرماسنج و میعان کننده و دما سنج را A جرم مایع درون گرماسنج را M و دمای تبخیر را t بنامیم ؛ طبق تعریف تعادل حرارتی داریم :

با معلوم بودن A,M,C  و اندازه گیری (),()و() می توانL را محاسبه کرد .برای بدست اوردن    Lابتدا لازم است ابتدا ارزش ابی گرما سنج ، میعان کننده و دماسنج را اندازه گیری نمود.

شرح آزمایش:

آزمایش(1): اندازه گیری ارزش آبی مجموعه گرماسنج:

ابتدا گرماسنج را بوسیله پارچه تمیز خشک مینماییم .این گرماسنج به علت  دو جداره بودن وصیقلی بودن تبادل حرارتی ان با محیط نا چیز است لذا گرماسنج خوبی است. حال جداره خارجی میعان کننده را به وسیله پارچه تمیز خشک کرده و درون آن را در صورت امکان با حرارت خشک می نماییم. و سپس جرم آنرا اندازه می گیریم.( m)  و از منفذ موجود در درپوش گرماسنج عبور می دهیم. درپوش را در دهانه گرماسنج طوری قرار می دهبم که دو سر لوله میعان کننده در خارج گرماسنج قرار گیرد.

حالا حدود cc 450آب را تا حدود  ه 70 داخل بشر گر م کرده, سپس آنرا به دقت وزن می کنیم.() تقریبا تمام آب گرم را در گرماسنج می ریزیم . بشر خالی وآب باقی مانده را دوباره به دقت وزن می کنیم.().جرم آب درون گرماسنج از رابطه ()بدست می آید.ابتدا گرما سنج را هم زده و دمای تعادل را پس از یک حدود یک دقیقه یادداشت می کنیم.()سپس حدود cc 250   آب به دمای محیط (پس از اندازه گیری به وسیله یک دماسنج دقیق)() را به درون گرما سنج اضافه می کنیم. به روش بالا جرم دقیق آب را اندازه می گیریم.() در پوش گرما سنج را محکم می بندیم و به هم می زنیم.اکنون دمای تعادل را یادداشت می کنیم(T)  با در دست داشتن مقادیر فوق  قرار دادن آنها در رابطه تعادلی زیر مقدار A را حساب می کنیم.

آزمایش دو :

اکنون ارلن مایر را تا یک سوم ارز آب پر می کنیم ودرپوش آنرا گذاشته و روی شعله چراغ گاز قرار می دهیم. هنگامی که بخار آب از شلنگ متصل به لوله ارلن خارج شد , شعله چراغ را کم می کنیم تا خروج بخار آب یکنواخت گردد. دمای گرماسنج را یادداشت کنید.()دهانه لوله را به انتهای قسمت مارپیچ میعان کننده وصل می کنیم. بخار آب در اثر عبور از قسمت مارپیچی و تماس با محیط سردتر مایع می شود.و در مخزن میعان کننده جمع می شود. پس از حدود سه دقیقه ورود بخار آب به میعان کننده را قطع می کنیم و حدود دو دقیقه گرماسنج را هم می زنیم. از ایجاد تعادل حرارتی اطمینان پیدا کرده و دمای تعادل را یادداشت می کنیم .()حال میعان کننده را از داخل گرماسنج بیرون می آوریم .جداره خارجی آنرا خشک نموده ,وزن می کنیم.() به این ترتیب مقدار بخار آبی را که در میعان کننده به آب تبدیل شده به دست می آید.()با در نظر گرفتن رابطه تعادل حرارتی زیر, مقدار L گرمای نهان تبخیر آب محاسبه می شود