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时间:2018-07-26
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1、沸点与外界气压的关系 沸点与外压强有关,这是由于沸腾时的饱和汽压等于外压强,而饱和汽压又随温度变化而升降。因此,沸点随着外压强的增大而升高,随着外压强的减小而降低。水的沸点和外压强关系如图(a)、图(b)所示。可知,虽然在大范围内沸点随压强变化是非线性的,但在atm附近区域,沸点与压强变化却可看作是线性关系。 方法一器材 锥形烧瓶(250ml),铁架台(连夹持附件),热水,酒精灯,石棉网,医用注射器(100ml),细橡皮管(或软塑料管),橡皮塞,短玻璃管等。操作 (1)用酒精灯对锥形烧瓶中的水(为了节省演示时间,可用热水)加热至沸腾。 (2)移去酒精灯,锥形烧瓶中的水停止沸
2、腾。 (3)将接橡皮管的橡皮塞盖紧烧瓶口。用医用注射器通过橡皮管向烧瓶内抽气以降低瓶内水面上方的气压,即可看到锥形烧瓶中的水重又剧烈地沸腾起来(如图)。由此说明,压强减小时,水的沸点会降低。 注意 (1)实验中应使锥形烧瓶内水面上方的气压有适当的变化范围。为此需选用容量较大的医用注射器。同时灌入的水也要适当多一些,使瓶中水面上方空气的体积较小。 (2)所用橡皮管的管壁不能太薄和过软,否则抽气时管子容易发生缩瘪而影响实验效果。 (3)橡皮管和瓶塞等连接处不能漏气。必要时可用橡皮泥或石蜡等填封。 方法二器材烧瓶,橡皮塞,橡皮管,螺旋夹,尖嘴玻璃管,大、小烧杯各一只,铁架台(连支持附
3、件),铁圈,石棉网,酒精灯,热水和染红的冷水等。操作 (1)在烧瓶内注入半瓶热水,放在酒精灯上加热,使水沸腾(如图a)。 (2)待烧瓶内水沸腾几分钟后,将带尖嘴玻璃管的橡皮塞紧紧塞住烧瓶口,(玻璃管的尖嘴段朝瓶内)等有水蒸气从橡皮管喷出后拧紧螺旋夹,移去酒精灯。当水停止沸腾时,将烧瓶浸没在大烧杯的冷水中,如图(b)所示。烧瓶中热水立即重新沸腾起来。 (3)把烧瓶倒置,橡皮管放入烧杯中红色水中。松开螺旋夹,烧中会有一股红色喷泉出现,如图(c)。说明瓶内气压比外界气压低。 注意 (1)所有连接处不能漏气,以免影响实验效果。 (2)对水加热后,让水沸腾的时间不能过短,等有大量水蒸气
4、从橡皮管喷出后才能停止加热。这样,可使烧瓶内的水蒸气把空气尽量排出以延长喷泉时间。 (3)用水浸法冷却,冷却效果更好。待水沸腾后,应立即移去烧杯,以免影响观察。 方法三器材水银气压计,手摇抽气机,方座支架,温度计,双孔橡胶塞,具支试管,烧杯,温水,乙醚等。 操作 (1)往具支试管内注入一些乙醚,先不将橡胶塞塞紧,把试管放入盛有温水的烧杯中。观察乙醚在大气压下沸腾,并记下这时的温度,即乙醚的沸点(在标准大气压下约为35℃) (2)取走烧杯,乙醚停止沸腾。将有关器件按图所示组装好,塞紧橡胶塞。迅速摇动抽气机,则压强计显示出试管内压强下降,当试管内气压下降到一定值后乙醚又沸腾起来。从温
5、度计示数知沸腾温度降低了(乙醚在44chHg时沸腾温度为20℃) (3)拔开具支试管与抽气机相连的橡皮管,使空气重新进入具支试管,气压增大,乙醚停止沸腾。 说明在不同温度下乙醚、酒精的饱和汽压见下表。 单位mmg 由上表中数据可知,若不用乙醚,适当改变操作方法后,亦可用酒精演示。为便于用酒精演示,可将盛有酒精试管浸入热水中观察在大气压下沸腾并测沸点;然后将该试管浸在40—60℃温水中抽气使试管内气压降低亦可使酒精再沸腾。 方法四器材平底或圆底烧瓶,500ml(或盐水瓶),橡皮塞(上有三孔),短玻璃管,温度计,T形玻璃管,小气球,两用气筒,橡皮管,铁架台(连夹持附件),弹簧夹子,酒
6、精灯,石棉网,热水等。操作 (1)向烧瓶内注入约四分之三瓶的热水,在瓶口的橡皮塞中插入玻璃管,温度计和T形管,把小气球扎在玻璃管上端。夹子松开,使瓶内空气与外界大气连通,用酒精灯加热至水沸腾。 (2)移去酒精灯,待水停止沸腾后盖紧橡皮塞。用夹子夹住橡皮管,用两用气筒向瓶外抽气。随着瓶内压强不断减小,可看到气球发生缩瘪的同时,水又沸腾起来,从温度计上也可以看出水温低于100℃,说明压强减小,水的沸点就降低。 (3)放开夹子,加热使水沸腾,不移去酒精灯,迅速用夹子夹住,利用两用气筒向瓶内打气,以增大压强。可看到气球会胀大,而水即停止沸腾。同时从温度计上可看出,水温即使到达100℃,水
7、仍然不沸腾。注意 (1)在瓶塞、小气球和橡皮管等的连接处必须密封。所用的橡皮管管壁要厚些,以免抽气时被压扁,影响继续抽气。 (2)演示前应检查两用气筒是否漏气,实验后需对气筒内部进行干燥处理(因抽出的气体中含有水蒸气及小水滴)。 (3)所用烧瓶要有足够的强度,能耐一个大气压。为防止暴沸现象产生,可在烧瓶底存放少许砂粒。 (4)演示中气不能打得太多,同时瓶塞宜用胶带或金属丝系住,且玻璃管上端应锉磨粗糙后再将气球用线扎紧,以防加压时,气球冲
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