Задание 3. Определение теплоты фазового перехода

По графику зависимости (задание 1) определите тангенс угла наклона касатель-ной к кривой в двух разных точках (на рис.10 приведена касательная к точке с температурой ) и, используя уравнение Клапейрона –Клаузиуса, оцените скрытую теплоту парообразования при этих температурах по формуле

(10)

Значения удельных объемов и получаются из опытов При вычислении по формуле (10) все величины необходимо брать в СИ, а удельный молярный объем перевести в удельный массовый.

В теплотехнических справочниках обычно приводятся значения теплоты парообразования , энтальпии сухого насыщенного пара и энтальпии жидкости в точке насыщения (см таблицу 3) Поскольку фазовый переход «жидкость-пар» является изобарным процессом, то теплота этого процесса равна разности энтальпий

(11)

Контрольные вопросы, задания

1. Причина отклонения поведения реальных газов от поведения идеальных газов.

2. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса.

3. Критическая точка. При каких условиях газ можно перевести в жидкость? Критические параметры для воды.

4. Пограничная кривые на Р-V диаграмме; изотермы реального газа; области однофазных и двухфазных состояний вещества.

5. Как изменется плотность воды и плотность пара в состоянии насыщения с ростом температуры?

6. Какая из жидкостей в двухкомпонентном растворе (например вода + глицерин; вода+спирт; вода + кислота и т.д.) будет испаряться сильнее: та, у которой давление насыщенных паров больше или меньше при той же температуре

7. Какая составляющая двухкомнентной паровой смеси конденсируется интенсивнее при данной температуре: лекокипящая или высококипящая?

8. Ректификационная колонна (перегонка нефти) –схема и принцип действия.

9. Поглощается или выделяется теплота при образовании снега?

10. Каковы будут относительные показания сухого и «влажного» термометров психрометра

11. Что такое тройная точка? Параметры тройной точки для воды.

При каком условии может происходить сублимация

12. Как изменяется значение теплоты фазового перехода «жидкость-пар» с ростом температуры (покажите это на Т-S диаграмме)

13 Напишите уравнение Клапейрона –Клаузиуса.

14.. Приведите Р-Т фазовую диаграмму для воды. Как ведет себя температура кипения

воды и плавления льда с повышением давления?

15. На какой закономерности основана возможность катания на коньках без поперечного

скольжения? Почему «точат» коньки?

16. Парциальное давление и парциальный объем.

17 Определите парциальное давление воздуха в пространстве над водой в перевернутой вверх дном пробирке и опущенной в сосуд (по аналогии с опытом Торричелли) с водой. Температура воды , высота столба воды . От чего зависит высота столба воды в пробирке?.

18. Какая (какие) из показанных на графиках площадей соответствует (соответствуют) скрытой теплоте парообразования?

19. Как зависит давление насыщенного пара от его объема?

A) Не зависит B) Пропорционально V C) Обратно пропорционально V

D) Пропорционально V² E) Обратно пропорционально V²

20. Применимы ли понятия «теплота фазового перехода», «критическая» точка», «тройная точка» для идеального газа и почему?

21. Пользуясь таблицей 3, определите состояние водяного пара (влажный, сухой насыщенный, перегретый) при давлении и температуре

22 Проведите (качественно) изотермы реального газа через указанные на рисунке точки

винтервале между двумя значениями удельного объема и

24. Теплоемкость в процессе фазового перехода (например, жидкость-пар) равна

A) нулю

B) ведет себя неопределенно

C) увеличивается

D) уменьшается

E) бесконечности

2) Обоснование ответа

25. Можно ли, не изменяя температуру, из льда получить жидкую воду?

Ответ обоснуйте

27. 1) Проведите (качественно) изотермы реального газа через указанные на рисунке точки в интервале между двумя значениями удельного объема и

2) Как соотносятся в точках 1 и 2 температуры и степени сухости пара?

Температура, Т	А)	В)	С)	D) нельзя сказать определенно
Степень сухости, Х	А)	В)	С)	D) нельзя сказать определенно

28. В двух закрытых одинаковых по объему баллонах находится при комнатной температуре сжиженный газ: масса газа в одном баллоне , в другом - .

1) Как соотносятся давления паров и в этих баллонах

A) ; B) ; С) ; D) нельзя сказать определенно

2) Обоснование ответа

29. В двух закрытых одинаковых по размеру сосудах находится вода с массами при одинаковых температурах. В пространстве над водой находится смесь воздуха с парами воды. Парциальное давление воздуха в первом сосуде меньше, чем во втором. (). Как соотносятся полные давления и в сосудах?

A) ; B) ; С) ; D) нельзя сказать определенно

30. В двух закрытых и разных по объему () баллонах при одинаковых температурах находится одинаковое количество () сжиженного газа (пропан).

1) Как соотносятся давления и над жидкостями в баллонах

A) ; B) ; С) D) нельзя сказать определенно

2) Обоснование ответа

33. Пользуясь таблицей 4, определите, вкаком состоянии находится углекислый газ при и

А) в виде жидкости; В) в виде влажного пара; С) в виде сухого насыщенного пара;

D) в виде перегретого пара, Е) в твердом состоянии

31. На рис.1 приведена пограничная кривая в координатах и взяты три точки.

1) Проведите изотермы реального газа через эти точки во всех областях

агрегатных состояний

2) На рис 2 приведите соответствующую ветвь фазовой диаграммы и на ней

покажите указанные точки

32. В двух закрытых и одинаковых по объему газовых баллонах находится при комнатной температуре сжиженный газ (пропан): масса газа в одном баллоне , в другом - . 1) Как соотносятся давления и над жидкостями в баллонах?

33. 1) Проведите (качественно) изотермы реального газа через указанные на рисунке точкивинтервале между двумя значениями удельного объема и

2) Как соотносятся в точках 1 и 2 температуры и степени сухости пара

Температура Т	А)	В)	С)	D) нельзя сказать определенно
Степень сухости Х	А)	В)	С)	D) нельзя сказать определенно