( ) Dampfdruckkurve und Verdampfungswärme. Aufgaben. Grundlagen. p T. p RT. T pd = RT. Versuchsprotokolle. Physikalisches Grundpraktikum.
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- Guido Scholz
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1 Versuc 4 ampfdruckkure und Verdampfungswärme Aufgaben. Bestien des ampfdruckes einer gegebenen Flüssigkeit unter Berücksictigung der durc die emperatur erursacten systematiscen Feler.. Bestien der molaren Verdampfungswärme. Grundlagen er asenübergang zwiscen flüssig und gasförmig findet in einem gesclossenen System kontinuierlic in beide Rictungen statt: Wärend einer Zeiteineit erdunstet eine Flüssigkeitsmenge m fl und get in Gas über. Gleiczeitig aber kondensiert ebenso eine Gasmenge m g und get in Flüssigkeit über. Bei konstanter emperatur stellt sic nac einer gewissen Zeit ein Gleicgewict ein. ann kann man das Gas durc seinen ruck p carakterisieren. Also ist p om Stoff und on der emperatur abängig. ies get aus der Clausius- Clapeyronscen Gleicung eror: p ( ) wobei die molare Verdampfungswärme und die molaren Volumina sind. abei kann man Fl gegenüber G ernaclässigen und aus der Zustandsgleicung des idealen Gases: zu folgender Gleicung koen: G pv ν R V R G ν p R p p as ordnen wir noc ein wenig, damit es scön aussiet, und füren dann die Integration aus: Fl R d dp p C R p p p R Mit den Höen eines uecksilbermanometers gescrieben ergibt sic: L a sic die Säule aber abängig on der emperatur ausdent mit ergibt sic zur Korrektur L mess norm norm mess R ( 3α Hg ) ( 3α ) Hg ( 3α ) ( 3α ) Raum Versuc R Versucsnuer: 4 Seite
2 urcfürung Versucsobjekt: Stoffprobe in recter Versucsapparatur (Heizeineit, Umwälzpumpe, Manometer) möglice systematisce Feler:. unbeactete Luftdruckänderungen. Abweicungen om Carakter des Idealen Gases bei rozessen mit asenübergängen 3. Ausdenung des uecksilbers und des Manometers 4. wird über alle emperaturen als annäernd konstant angenoen erwartetes Ergebnis: C 35 mol Versucsablauf: Aufname der Umweltbedingungen Messwertaufname an der Versucsapparatur bei steigender emperatur Felerquellen:, Messwerte Umgebung Zeit Luftdruck 4: torr 5: 748 torr 5: torr 5: torr 5: torr Raum, 5 C [ C] K K kor L (kor) K [ C] aufgenoene Messwerte 4, , Auswertung Korrektur der Messwerte 4, , ,6-66,7-645, -63,9-576, -53,7-48,9-4,8-343,4-9,7-48, -,8-67,9 -,8-6,3-3,4 47,8 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 738,6 66, 76,9 93,5 4,7 6,5 7,9 55,6 36,7 395, 445,8 49,4 536,8 57,6 67,8 678, 75, 786,3 Versucsnuer: 4 Seite
3 Versucsnuer: 4 Seite 3 Berecnung Aus der Gleicung unter der Voraussetzung einer emperaturkonstanz on ( ) ( ) R Versuc Raum L 3 3 α α folgt über den Vergleic mit einer linearen Funktion, dass R gilt. ( )( ) ( ) R Mit den Werten aus dem iagra II.: K K 353,5 97, K, Ergebnisse ABB I.: ie aufgenoene ampfdruckkure abgetragen über der emperatur (korrigiert).
4 ABB I.: ie mol. Verdampfungswärme im logaritmiscen- reziproportionalen Abtrag (korrigiert und linear genäert). ( 8, ± 8, ) mol C 79 iskussion er Vergleic mit den erwarteten Werten zeigt, dass das erwartete Ergebnis nict erreict werden konnte. Sceinbar sind sämtlice Messwerte systematisc nac unten erfälsct, da die Messwertstruktur der erwarteten entsprict (lin. Anstieg über logaritmisc- reziproportionalen Abtrag, exponentieller Anstieg des Verdampfungsdruckes). Grund dafür können einerseits die teoretisc proozierten systematiscen Feler (Anname, das Gasgemisc erält sic wie ein Ideales Gas), andererseits systematisce Feler in der raktiscendurcfürung sein. So ist durcaus denkbar, dass bei der quasistatiscen Metode (um den emperaturabfall durc Wärmeaustausc mit der Umgebungsluft zuorzukoen) die Messwerte zu frü aufgenoen wurden, was natürlic konsequent zu niedrige Werte lieferte. Um diesen systematiscen Feler möglicst zu eliminieren, wäre eine weitere Korrektur-Messung bei 8 C angebract. In diesem Zustand bewerte ic die Ergebnisse der Messreie als nict erfolgreic. ie ortestierten Messwerte sind im Anang zu finden. Jena, 9.5. Versucsnuer: 4 Seite 4
5 Versuc 4 Nactrag/ Nacbesserung Auswertung Berecnung R ( )( ) ( ) Mit den Werten aus dem iagra: 97,75K ,5K, K Ergebnisse (größere Abbildung, siee oben) ( 4,46 ± 6, ) mol C 97 iskussion Mit den korrigierten Ergebnissen abe ic an den Messreien nicts mer auszusetzen. as Ergebnis deckt sic erorragend mit dem gegebenen Wert on C H 5 OH mit C ( 78 C) 38, 6 mol C ( 5 C) 4, 3 mol er Feler in der Auswertung oben lag einig und allein in der systematiscen Felbedienung des ascenrecners ( log statt benutzt.). Jena, 5.5. Versucsnuer: 4 Nactrag Seite 5
6 Versucsnuer: 4 Nactrag Seite 6
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