«жеке заттың ҚанықҚан бу қысымының температураға тәуелділігін зерттеу зертханалық жұмысына әдістемелік нұсқау 1 жұмыс «Қаныққан бу қысымының температураға тәуелділігі. Бір компонентті жүйелер»
жүктеу/скачать 176.16 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- «ЖЕКЕ ЗАТТЫҢ ҚАНЫҚҚАН БУ ҚЫСЫМЫНЫҢ ТЕМПЕРАТУРАҒА ТӘУЕЛДІЛІГІН ЗЕРТТЕУ
|
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ ФАКУЛЬТЕТІ ФИЗИКАЛЫҚ ХИМИЯ, КАТАЛИЗ ЖӘНЕ МҰНАЙ ХИМИЯСЫ КАФЕДРАСЫ «ФИЗИКАЛЫҚ ХИМИЯ» курсына «ЖЕКЕ ЗАТТЫҢ ҚАНЫҚҚАН БУ ҚЫСЫМЫНЫҢ ТЕМПЕРАТУРАҒА ТӘУЕЛДІЛІГІН ЗЕРТТЕУ зертханалық жұмысына әдістемелік нұсқау 1 жұмыс «Қаныққан бу қысымының температураға тәуелділігі. Бір компонентті жүйелер» Бір компонентті жүйелерде көбінде тек фазалық өзгерістер өтеді. Олар қайнау (булану), балқу (қату) және айналдыру (возгонка, бірден зат қатты күйден буға ауысады) процестері. Қайнау (булану) процесінде зат сұйық күйден буға ауысады. Мұндайда екі фазаның, яғни бу мен сұйық фазаларының арасында тепе-теңдік орнайды. Қайнау температурасына бу қысымының тәуелділігі Клапейрон-Клаузиус теңдеуіне бағынады: (1) Мұнда – булану жылуы (Дж/моль), – бу фазасының көлемі, – сұйық фазасының көлемі, – заттың қайнау температурасы, – екі фазаның көлемдер айырымы. Клапейрон-Клаузиус теңдеуі дифференциалды теңдеу түрінде келтірілген. Оны есептеу үшін түрлі жуықтауларға сүйеніп, теңдеуді түрлендіру керек. Дифференциалды теңдеуді интегралды түрге келтіру үшін – булану жылуы температураға тәуелсіз тұрақты шама десек, кейін оны интеграл астынан шығарып жіберуге болады. Сонымен дейміз. Бу көлемі сұйық фазаның көлемінен көп артық десек ( ), сұйықтың көлемін ескермеуге болады. Сонда Бу идеал газ десек, ол Клайперон-Менделеев заңына бағынады, яғни P = nRT Осыдан бу көлемін анықтауға болады: Осы жуықтаулар көмегімен (1) теңдеуді түрлендіргенде, деген дифференциалды теңдеу алынады. Енді айнымалыларды бір ыңғайға келтіргенде, (2) деген теңдеу алынады. Мұны интегралдағанда (3) Мұндай (3) жауап мен аралығы аз болған жағдайда алынады. Осы теңдеу арқылы булану жылуын табу керек. Тәжірибеден алынған қысымдар мен температуралар мәндерін қолданып, – табасыз. Бірнеше мәндерге байланысты – дың орташа мәнін және қатесін есептеу керек. Есептің дәлділігін сынаңыз. Егер мен аралығы үлкен болса (2) теңдеу анықталмаған интеграл арқылы есептелінеді. Мұнда интегралдау тұрақтысын қолданамыз. Сонда (2) теңдеу интегралданғанда: деп алынады, В – интегралдау тұрақтысы. Бұл теңдеуді сынап көрсек, ол түзу сызықтың, яғни y = ax+b теңдеуді, тек у – (функция) орнына – , х – (аргумент) орнына – алынған. Ал интегралдау тұрақтысы В – тұрақты b - шаманың рөлін атқарады. Түзу сызықтың теңдеуіндегі тұрақты a және b шамалардың қасиеттерін қолданып график арқылы керекті – ды анықтауға болады. Ол үшін графикті у = , ал = - координаталар арқылы түсіру керек. Сонда графикте интегралдау тұрақтысы В түзу сызықтың у осін қыйып өткен қыймасына тең болса, - түзудің х- осімен берген – бұрышының тангенс мәніне тең. Сонымен графиктің көмегімен булану жылуын анықтау керек. Алдыңғы жолмен есептелінген – ды осы жолмен табылғанмен салыстырыңыз. Үшінші жолмен – мәнін табу үшін түзу сызықты кіші квадраттар әдісі арқылы есептеу керек. y = ax+b – түзу сызықтың а және b коэффициенттері төменгі теңдеулер арқылы табылады: Өлшеп алынатын шамалардың қателері ― өрнектеп табылады. Мұндағы ̶ өлшенген шамалардың арифметикалық орташасы, n ̶ жүргізілген өлшеулер саны, ̶ әр экспериментте табылған х шамасының мәні. Сонда аx+b=y деген сызықтың теңдеуін, яғни a және b мәндерін табу үшін осы ̶ өрнектің минималды болу жағдайын есептейміз. Бұл әдіс кіші квадраттық әдіс деп аталады. Есепті оңайлату үшін мынадай кесте құрыңыз:
x ̶ деп ̶ ны аласыз y ̶ деп ̶ ны аласыз Есептеулер дұрыстығын тексеру үшін мына теңдеуді қараңыз: Σ(x+y)2 = Σx2 + 2Σxy + Σy2 Осы әдіспен табылған ΔНбулану мәнін алғы 2 жолмен табылған ΔНбулану салыстырыңыз. жүктеу/скачать 176.16 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|