Список літератури

1. Чулановская М.В. Курс физики для биологов. - Л., 1972,- Ч.1.

2. Физический практикум / Под ред. В.И.Ивероновой, - M., 1967.

3. Ремизов А.Н. Курс физики, электроники и кибернетики для медицинских институтов.- М., 1982.

Лабораторна робота № 13 визначення критичної температури речовини

Мета роботи: ознайомитися з критичним станом рідини і визначити критичну температуру ефіру.

Прилади та матеріали: прилад Авенаріуса, мультиметр з термопарою.

Теоретичні відомості

Експериментальні ізотерми речовини в координатах: тиск - питомий об'єм (ізотерми Ван дер Ваальса) мають горизонтальну ділянку кривої, паралельну осі об'ємів. Ця ділянка має різну довжину при різних температурах. При деякому значенні температури горизонтальна частина ізотерми зникає. Це зумовлено тим, що питомий об'єм рідини стає рівним питомому об'єму пари. Вирівнюються при цьому і густина пари і густина рідини. Температура, при якій це відбувається, носить назву критичної температури. Стан речовини, який відповідає такій температурі, називається критичним станом. Таким чином, при температурі, більшій за критичну, неможливо розділити речовину на рідку і газоподібну фази, тобто не можна перевести газ у рідкий стан ні при жодному тиску.

При критичній температурі зникає будь-яка різниця між рідиною та її насиченою парою, а тому при критичній температурі захована теплота пароутворення і поверхнева енергія на межі рідини з її насиченою парою стає рівною нулю. Сама межа, яка розділяла до критичної температури рідину та її насичену пару, при досягненні критичного стану зникає, що є однією з основних ознак встановлення критичного стану.

В останній час поняття критичного стану речовини було уточнено, а саме: температура критичного стану може в дійсності не зовсім збігатися з температурою зникнення видимої межі (меніска) між рідиною та її парою, але може виявитися вищою. Потрібно припустити, що поблизу критичного стану, після зникнення меніска, але раніше ніж наступить тотожність рідини та її пари, повинна виникнути своєрідна дисперсійна суміш рідини і газу. В об'ємі ампули утворюються і знову розпадаються місцеві центри згущення. Завдяки цьому речовина поблизу критичної температури дає помутніння, відоме під назвою опалесценції.

Таким чином, температуру критичного стану можна фіксувати за зникненням меніска і за явищем опалесценції.

Методика виконання роботи

Для візуального спостереження критичного стану рідини і визначення її критичної температури можна скористатися приладом Авенаріуса.

Прилад Авенаріуса представляє собою скляну запаяну ампулу з етиловим ефіром, розміщену в металевій коробці із заскленими вікнами, через які і проводяться спостереження. Ця металева коробка в свою чергу поміщена в металевий кожух, вікна якого закриті прозорими пластинками із скла, що не б'ється. У коробку, де знаходиться ампула з ефіром, вводиться термопара, кінці якої приєднані до мультиметра, ввімкненого в режимі вимірювання температури. При нагріванні ампули з ефіром, а значить і термопари (спай повинен знаходитись якраз під ампулою), в ній виникає терморушійна сила E, величина якої пропорційна різниці температур нагрітого і холодного спаїв термопари.