物理化学实验(压力)
物理化学实验纯液体饱和蒸气压的测量
实验二纯液体饱和蒸气压的测量班级：环境14 实验人：覃琳钧郝立翀高宏宇实验时间：2016年4月19日小时:2016-4-19 （9：30-11：00）室温：18.2℃大气压：99.28KPa一、仪器药品饱和蒸气压验装置1套数显恒温水浴1套DP-AF精密数字压力计1台射流式真空泵1台乙醇(分析纯) 若干精密控温仪1套二、实验步骤1.开启数字压差计电源,按单位选择钮至显示单位“kPa”.关紧平衡阀,打开进气阀,待压差计显示数字稳定后,按采零钮。
2.接通冷凝水,关紧进气阀和放空阀、打开平衡阀,开启真空泵电源,打开抽气阀,抽气至压力为-70Kpa左右。
关紧抽气阀,压力变化不得大于0.6 KPa/min。
3.如果符合要求,再次打开抽气阀和平衡阀,抽气提高真空度至沸点仪U型管中连续不断有气泡从试液球中外溢,持续3 min。
4.调节恒温水浴至30.0℃，到达设定温度后,等待自动恒温10 min左右。
5.关紧抽气阀,此时可以关闭真空泵。
6.小心调节平衡阀,使U型管中液面缓慢变化至U型管中两侧液面持平,保持平稳状态2～3 min后记录压力计读数、恒温器温度及大气压,作为一组数据。
7.微开平衡阀,使少量气泡从U型管中外溢1 min,重复步骤6,得另一组数据。
8.重复步骤6～7,得到同一指定温度下的6组实验数据。
9.重复步骤4～8,分别测定35.0，40.0，45.0，50.0，55.0, 60.0, 65.0℃等8个实验温度点。
10.待实验完成后,打开放空阀，开启进气阀和平衡阀引入空气，关闭冷却水,关断所有仪器电源开关。
三、 数据记录和处理1、用列表法处理实验数据,列出p*～T 表与～1/T 表饱和蒸气压p* =大气压读数 + 压差计读数2、画p*～T 图和～1/T 直线图*ln p *ln p1.由直线图～1/T 可知直线斜率K=-6082.9 2.由克-克方程可知在实验温度区间内，即直线斜率K=-/R.得=-6082.9×(-8.3145)=50576.3J/mol3.由直线图～1/T 以及所得的方程Y=-6082.9X+22.13可知乙醇的正常沸点(101.325Kpa)为：T=347.34k(74.19℃)4.相对误差：T 的相对误差=（347.34-351.52）/351.52×100%=-1.19% 误差分析：a.实验开始时恒温水浴锅的回差调的是0.3未调到规定的0.1以至于开始几组数据有一定的测量误差。
最大气泡压力法测定溶液表面张力
物理化学实验最大气泡压力法测定溶液表面张力C210 2010-04-12T=286.15K P=85.02kPa一、实验目的1.掌握最大气泡法测定溶液表面张力的原理和方法2.测水溶液的表面张力并计算定不同浓度正丁醇计算吸附量3.加深对表面张力、表面自由能、表面张力和吸附量关系的理解二、实验原理处于溶液表面的分子,受到不平衡的分子间力的作用而具有表面张力s.气泡最大压力法测定表面张力装置见实物；实验中通过滴水瓶滴水抽气使得体系压力下降，大气压与体系压力差△p逐渐把毛细管中的液面压至管口，形成气泡。
如果毛细管半径很小，则形成的气泡基本上是球形的；当气泡开始形成时，表面几乎是平的，这时曲率半径最大;随着气泡的形成，曲率半径逐渐变小，直到形成半球形，这时曲率半径R和毛细管半径r相等，曲率半径达最小值，根据拉普拉斯公式得:附加压力达最大值ΔP max =σ/r min。
气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸出。
加入表面活性物质时溶液的表面张力会下降,溶质在表面的浓度大于其在本体的浓度,此现象称为表面吸附现象;单位溶液表面积上溶质的过剩量称为表面吸附量Γ, Γ=-(c/RT)*( dσ/dc).对可形成单分子层吸附的表面活性物质，溶液的表面吸附量Γ与溶液本体浓度c之间的关系符合朗格谬尔吸附等温式: Γ=Γ∞*kc/1+kc朗格谬尔吸附等温式的线性形式为: c/Γ=c/Γ∞+1/kΓ∞Γ∞为饱和吸附时,单位溶液表面积上吸附的溶质的物质的量，则每个溶质分子在溶液表面上的吸附截面积为:A m=1/(N A*Γ∞)三、仪器与试剂恒温槽装置；数字式微压差计；抽气瓶l个；表面张力测定仪烧杯（1000mL）；T形管1个；电导水；正丁醇（A.R.）及其不同浓度的标准溶液；四、实验步骤1．仪器常数的测定将表面张力测定仪清洗干净；在干净的表面张力测定仪中装入电导水，使毛细管上端塞子塞紧时，毛细管刚好与液面垂直相切；抽气瓶装满水，连接好后旋开下端活塞使水缓慢滴出；控制流速使气泡从毛细管平稳脱出（每个气泡4-6秒），记录气泡脱出瞬间数字微压差计的最大数值，取三次并求平均值。
物理压力实验报告
物理压力实验报告这是一个关于物理压力实验的报告。
在本实验中，我们通过测量物体受力和表面积的变化来研究压力的概念。
实验包括两个任务，分别是使用压强计测量物体受力和使用不同面积的底座测量压力。
在第一个任务中，我们使用了一个压强计来测量物体的受力。
首先，我们选择了一个金属块作为研究对象，并将其放置在水平桌面上。
然后，我们将压强计平行于桌面放置在金属块上，并记录下压强计显示的数值。
接下来，我们改变了金属块的角度，并再次记录下压强计的数值。
最后，我们用不同重物叠加在金属块上，并记录下压强计显示的数值。
通过实验数据的分析，我们发现压强计的读数与金属块受力的大小成正比。
当金属块的角度变化时，压强计的读数也相应地发生了变化。
而叠加重物时，压强计的读数随重物增加而增加。
这表明压强计测量的是金属块所受的压力。
在第二个任务中，我们使用了不同面积的底座来测量压力。
我们选择了三个底座，分别是圆形、方形和长方形。
我们先将一个重物放在底座上，然后使用压强计测量其压力。
接着，我们更换了底座，并重复相同的操作。
通过实验数据的分析，我们发现不同底座的压力值会有所不同。
具体来说，圆形底座的压力值最大，方形次之，长方形最小。
这是由于不同底座的面积不同，而压力是由受力除以面积得到的。
因此，面积越小的底座所测得的压力就越大。
在整个实验过程中，我们还注意到了一些因素对压力的影响。
首先，当金属块的角度变化时，受力的方向也会发生改变。
这可能会影响压力的大小。
其次，底座的形状和大小也会对压力的测量结果产生影响。
最后，压强计的准确性也会对实验结果产生影响。
总的来说，通过这个实验，我们深入理解了压力的概念以及它与受力和表面积的关系。
我们通过使用压强计和不同面积的底座进行实验，得到了有关压力的实验数据，并进行了详细的分析。
通过这个实验，我们还学会了如何进行物理实验、处理实验数据和撰写实验报告。
这对于我们进一步学习和研究物理学有着重要的意义。
物理化学实验报告-液体饱和蒸汽压的测定
实验二液体饱和蒸汽压的测定摘要：本实验采取动态法，通过测定在不同外部压力下水的沸点来确定不同温度条件下水的饱和蒸汽压同温度的关系。
根据实验结果对克拉贝龙—克劳修斯方程进行了验证，并由此方程计算出纯水的平均摩尔汽化热。
关键词：沸点饱和蒸汽压摩尔汽化热克拉贝龙—克劳修斯方程Experiment No.2: The Determination of SaturatedVapor Pressure of the LiquidAbstract: In this experiment, we determined the boiling point of pure water under different exterior pressures in order to make sure the relationship of saturated vapor pressures and temperature, by using ‘Dynamic Method’. According to the result, we validate Clapeyron-Clausuis Equation, and then calculated the molar heat of vaporization of pure water.Key words: Saturated vapor pressure Molar heat of vaporization Clausius-Clapeyron Equation Boiling point1. 前言在封闭体系中，当液相的蒸发速度与相应气相的凝聚速度相等时，体系达到动态平衡，此时的蒸气压为该温度下的饱和蒸气压，液体的饱和蒸气压等于外压时的温度为液体的沸点，因此沸点是随外压变化的，当外压为101325Pa时，称之为正常沸点。
每蒸发1mol液体所需的热量称该温度下的摩尔汽化热。
气体压力及流量的测量
气体压力及流量的测量压力是用来描述体系状态的一个重要参数。
许多物理、化学性质，比如熔点、沸点、蒸气压几乎都与压力有关。
在化学热力学与化学动力学研究中，压力也是一个很重要的因素。
因此，压力的测量具有重要的意义。
就物理化学实验来说，压力的应用范围高至气体钢瓶的压力，低至真空系统的真空度。
压力通常可分为高压、中压、常压与负压。
压力范围不一致，测量方法不一样，精确度要求不一致，所使用的单位也各有不一致的传统习惯。
一、压力的表示方法压力是指均匀垂直作用于单位面积上的力，也可把它叫作压力强度，或者简称压强。
国际单位制（SI）用帕斯卡作为通用的压力单位，以Pa或者帕表示。
当作用于1m2(平方米)面积上的力为1N(牛顿)时就是1Pa(帕斯卡):但是，原先的许多压力单位，比如，标准大气压（或者称物理大气压，简称大气压）、工程大气压（即kg·cm-2）、巴等现在仍然在使用。
物理化学实验中还常选用一些标准液体（比如汞）制成液体压力计，压力大小就直接以液体的高度来表示。
它的意义是作用在液柱单位底面积上的液体重量与气体的压力相平衡或者相等。
比如，1atm能够定义为:在0℃、重力加速度等于9.80665时，760mm高的汞柱垂直作用于底面积上的压力。
如今汞的密度为13.5951g·cm-3。
因此，1atm又等于1.03323kg·cm-2。
上述压力单位之间的换算关系见表II-2-1。
表Ⅱ-2-1 常用压力单位换算表Pa kg·cm-2 atm bar mmHg 压力单位Pa 1 1.019716×10-2 0.9869236×10-5 1×10-5 7.5006×10-3 kg·cm-2 9.800665×10-4 1 0.967841 0.980665 753.559 atm 1.01325×105 1.03323 1 1.01325 760.0bar 1×105 1.019716 6.986923 1 750.062 mmHg 133.3224 1.35951×10-3 1.3157895×10-3 1.33322×10-3 1 除了所用单位不一致之外，压力还可用绝对压力、表压与真空度来表示。
物理化学实验饱和蒸汽压的测定(精)
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【思考题】 1、如果测定乙醇水溶液的蒸气压，本实验的方法是否适 用？
答：如果测定乙醇水溶液的蒸气压，本实验的方法不 适用。因为对二组分体系，即使在同一温度下，蒸气压还 与组分的浓度有关，在抽气过程中肯定会引起组成的改变。 2、在本实验中，如果空气未被抽净，所测定的蒸气压与 标准值相比，是偏大还偏是小？
发生变化，则表明空气没有被除净。从实验数据判断，
20℃的数据应测定两次，两次相差0.27 kPa（2 mmHg）
应在实验误差内，至少说明后一次测定时空气已被抽净。
20 ℃ 时 乙 醇 的 饱 和 蒸 气 压 的 标 准 值 为 5.95 kPa (44.60
20m19/m6/4 Hg)，可供参考。
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。
测定饱和蒸气压的常用方法有动态法和静态法两种，
本实验采用后者。即在一定的温度下，直接测定体系的压 力，测定时要求体系内无杂质气体。为此用一个球管与一 个U型管相连，构成了实验测定的装置，其外形如图3-1 所示。
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图3-1 等压计示意图
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球a中盛有被测液体，故a称之为样品池，U 形管bc部 分以被测液体作为封闭液，这一部分称为等压计。
温度称为液体的沸点。液体的沸点随外压的变化而变化，若外压为标准
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
压力（取100KPa），则液体沸点就称为正常沸点。 单位物质的量的液体蒸发过程的焓变，即为该液体的摩尔气化焓 。
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由热力学理论我们知道，液体饱和蒸气压随温度变化的 定量关系，可由克劳修斯-克拉贝龙（Clausius-Clapeyron） 方程给出：
表面逸出变成蒸气，此过程称为蒸发；与此同时，也会有蒸气分子回到
物理化学实验报告纯液体饱和蒸气压的测定
华南师范大学实验报告学生姓名学号专业年级、班级课程名称物理化学实验实验项目纯液体饱和蒸气压的测定—静态法实验类型□验证□设计■综合实验时间年月日实验指导老师实验评分一、实验目的1.明确纯液体饱和蒸汽压和蒸汽压的概念及其与温度的关系，加深对劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clapeyron)方程式的理解。
2.掌握静态法测定纯液体饱和蒸汽压的原理及方法，并学会用图解法求纯液体的平均并学会由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。
3.了解数字式低真空侧压仪=，熟悉常用的气压计的使用及校正的方法，初步掌握真空实验技术。
二、实验原理在一定温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。
蒸发一摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。
液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示:式中，R为摩尔气体常数;T为热力学温度;Δvap H m为在温度T时纯液体的摩尔气化热。
在温度变化范围不大时，Δvap H m可以近似作为常数，积分上得:由此式可以看出，以ln p对作图，应为一直线，直线的斜率为m= ，由斜率可求算液体的Δvap H m=-Rm当液体的饱和蒸汽压登月外界压力时，液体沸腾，此时的温度即为该液体的沸点，当外压为1atm(1.01325kPa)时，液体的沸点成为正常沸点。
测定液体饱和蒸气压的方法很多。
本实验采用静态法，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此法一般适用于蒸气压比较大的液体。
实验所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图Ⅲ-3-1所示。
平衡管由A球和U型管B、C组成。
平衡管上接一冷凝管5，以橡皮管与压力计相连。
A内装待测液体，当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气，而B管与C管的液面处于同一水平时，则表示B管液面上的(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。
此时，体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。
《物理化学实验》课程考试大纲
《物理化学实验》课程考试大纲（适用于化学专业）课程编码：150712110学时：48 学分：1.5开课学期：第七学期课程类型：专业基础课考试方式：过程操作考核额外携带的考试工具：无考试持续时间：根据具体情况而定成绩构成：平时成绩[包括出勤、课堂提问、讲解实验、实际操作、实验报告等]×80%+期末考核成绩×20%一、课程简介《物理化学实验》是继无机化学实验、分析化学实验和有机化学实验之后的一门独立的基础实验课程。
其主要目的是使学生初步了解物理化学的研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能，学会重要的物理化学性能测定，熟悉物理化学实验现象的观察和记录，实验条件的判断和选择，实验数据的测量和处理，实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法，从而加深对物理化学基本理论的理解，增强解决实际化学问题的能力。
本大纲依据该课程的教学大纲编制而成，适用于化学专业。
共分三个部分。
二、考试内容实验一恒温槽装配及性能测试一、考试知识点恒温槽的构造及恒温原理，分析恒温槽的性能，贝克曼温度计和接触温度计的调节及使用。
二、考核要求1、了解恒温槽的构造及恒温原理，初步掌握其装配和调试的基本技术。
2、绘制恒温槽的灵敏度曲线(温度一时间曲线)，学会分析恒温槽的性能。
3、掌握贝克曼温度计和接触温度计的调节及使用。
实验二燃烧热的测定一、考试知识点氧弹卡计各主要部件的作用，掌握燃烧热的测定技术。
恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系，图解法校正温度改变值。
二、考核要求1、通过萘的燃烧热的测定，了解氧弹卡计各主要部件的作用。
2、掌握燃烧热的测定技术。
3、了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系。
4、学会应用图解法校正温度改变值。
实验三液体饱和蒸汽压的测定一、考试知识点液体饱和蒸汽压和温度的关系：克劳修斯—克拉贝龙方程式，真空实验技术，用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热与正常沸点。
二、考核要求1、明确液体饱和蒸汽压的定义和气液两相平衡的概念，深入了解液体饱和蒸汽压和温度的关系：克劳修斯—克拉贝龙方程式。
物理化学实验
物理化学实验
二、压力的测量与控制
氧弹充气顺序： 1>将供气阀门f关闭；2>将总阀门a打开，此时压力总表c指示 钢瓶内总气压；3>旋紧调压阀门d(向上顶)直至分压力表e指 示的压力值达到实验所需压力； 4>打开供气阀门 f ，氧气充入 氧弹(有些氧气表没有供气阀门 f )，此时分压力表 e 的指示压 力稍降后回升，至分压力表e的 指针稳定为止( 约1min )，氧气 充好；5>关闭供气阀门f；6>再 a.总阀门；b.氧气表和钢瓶连接螺旋； 关总阀门a；7>松开阀门d，复原。c.总f.压供力气表阀；门d；.调g.压接阀氧门弹；进e气.分口压螺力旋表；
2. 读数游标尺 3. 标尺
而变，且重力加速度与地球纬度有关，所以必 4. 升降游标尺螺钮 5. 黄铜管 6. 象牙针尖
须对读数进行校正。
7. 玻璃窗 8. 下有羚羊皮袋
9. 储汞槽 10.调节螺钉
物理化学实1验1.通气孔 12.温度计
二、压力的测量与控制
※ 温度校正：
pt — 气压计读数；
p0 — 0℃气压值；
物理化学实验
二、压力的测量与控制
四块BY-P半导体应变片组 成电桥。测量时，在一定的工 作电压 UAB下，首先调节电位 器Rx使电路平衡，即输出的电 位差 UCD为零。此时表示传感 器内部压力与大气压相等。随 后将传感器接入负压系统，因 压力变化会导致应变片变形， 电桥失去平衡，输出端得到一 个与压差成正比的电位差UCD，通过电位差计测出该电位差 值，进而转换成相应的压力值。
物理化学实验
二、压力的测量与控制
（三）真空技术 真空是指一个系统的压力低于标准压力的气态空间。为了
获得真空，就必须设法将气体分子从容器中抽出，凡是能 从容器中抽出气体，使气体压力降低的装置均称为真空泵。
USTC物理化学实验十二——最大气泡压力法对溶液吸附作用和表面张力的探究
最大气泡压力法对溶液吸附作用和表面张力的探究PB09007215中国科学技术大学地球和空间科学学院摘要 本实验对正丁醇水溶液的吸附作用和表面张力进行探讨，通过最大气泡压力法对不同浓度下正丁醇溶液表面张力进行测定，并运用热力学知识分析其性质及其与吸附作用的关系，计算正丁醇分子横截面积。
关键词 CH 3（CH 2）3OH 最大气泡压力法 表面张力 吸附作用1.前言表面张力，即表面层分子沿着与表面相切的方向垂直作用于表面上任意单位长度线段的表面紧缩力【1】，是液体最重要的性质之一，与所处温度、压力、液体组成及共存的相的组成等都有关系。
吸附作用，即一种界面现象，是在界面层中的一个组分或多各组分的浓度与它们在体相中浓度不同的界面现象【2】.美国物理学家、化学家J.W.Gibbs 在1873～1878年期间对经典热力学规律进行总结，并全面解决了热力学体系平衡问题，提出了Gibbs 吸附公式【2】Γ ＝Tc RT c⎟⎠⎞⎜⎝⎛−∂∂σ 式中，Γ——气一液界面上的吸附量（mol·m -2）； σ——溶液的表面张力（N·m -1）; T ——绝对温度（K ）；c －溶液浓度（mol·m -3）； R ——气体常数（8.314J·mol -1·K -1）。
应用Gibbs 吸附公式，并结合Langmuir 等温方程式，在一定温度下，吸附量与溶液浓度之间的关系可表示为ΓΓ=⋅+⋅∞K C K C1Γ∞为饱和吸附量，K 为经验常数进而结合正丁醇分子在气－液界面上散步形式，即可求得其分子横截面积。
2.实验部分(一) 仪器与试剂试剂：正丁醇（分析纯）仪器： HK-2A 型恒温水槽 南京南大万和科技有限公司；DMP-2B 型数字式微压差测量仪 南京南大万和科技有限公司；恒温套管 1个； 毛细管（半径为0.15～0.2mm ） 1个；100mL 容量瓶7个； 2mL 移液管 1个；250mL 分液漏斗1个； 500mL 的塑料烧杯 1个；(二) 实验过程1、毛细管常数的测定：按实验装置图装好仪器，打开恒温水浴，使其温度稳定于25℃。
物理化学实验报告饱和蒸汽压
五、实验过程（包括步骤、装置图、注意事项）实验装置如下图所示。
图中等位计必须放置于恒温水浴的液面以下，等位计试样球1和U 型管双臂下部储存液体，当试样球1和U 型管臂2之间空间完全为待测液体的蒸气时，则当U 型管臂2和臂3中液面在同一水平时，表示试样球1和U 型管臂2之间空间的液体蒸气压与臂3上方的压力相等，测定臂3上方的压力即为该温度下液体的饱和蒸气压。
图中缓冲储气罐下部有抽气阀，开启后可用真空泵对储气罐和测量系统抽气减压。
缓冲储气罐上部有进气阀1（平衡阀1），开启后可向系统漏入空气，另一阀2（平衡阀2）开启则可使测量系统与储气罐相通。
抽气阀、进气阀1（平衡阀1）和阀2（平衡阀2）均顺时针转动为关闭，逆时针转动为开启，开启的程度可随需要调节。
阀门的开启和关闭必须缓慢操作，切不可用力过猛，以免损坏阀门，严禁将阀门与阀体旋至脱离状态。
1． 精密数字压力计的使用DP-AF 精密数字压力计是低真空的检测仪表，适用于负压的测量，测量范围0～－100.0 kPa ，它显示的数值表示测量系统的压力比大气压低的数值，如显示值p 表＝－70kPa ，大气压为p 0，则测量系统的压力()070kPa p +-。
实验时先启动电源开关，通电预热30 min 。
再进行采零（调零）操作，方法是开启进气阀1（平衡阀1），使压力计与大气相通，按下“采零”键，此时显示器显示“0000”，并重复3次。
经过采零后，可确保所测压力值的准确度。
测定前需按下“单位”键，选择“kPa ”作为压力值的计量单位。
2． 等位计中加入试样 从等位计的加样口注入乙醇，关闭进气阀1（平衡阀1），开启阀2（平衡阀2），再开启抽气阀，使真空泵与储气罐相通，启动真空泵，抽气至等位计中气泡成串上窜，这时可关闭阀2（平衡阀2），缓缓开启进气阀1（平衡阀1）缓慢漏入空气，使乙醇充满试样球的2/3和U 型管双臂的大部分。
3． 检漏接通冷却水（非常重要！），关闭进气阀1（平衡阀1），开启阀2（平衡阀2），再开启抽气阀使真空泵与储气罐相通，启动真空泵抽气，使压力表读数为－70 kPa 左右（注意！负压切不可太高，否则乙醇沸腾，液柱减少或消失）。
物理化学实验液体饱和蒸汽压的测定讲解
气。停止加热，不断搅拌，当温度降至一定 程度时，球2,3 之间的U型管内气泡逐渐消 失，球2液面上升，球3液面下降，关闭活塞 1（原因：时间来不及），当两边液面达到 同一高度时，记录压力值和温度。
5. 测不同温度下环己烷的饱和蒸汽压
为防止空气倒灌入球1，立即打开平衡阀门2， 减压4—7kPa，关闭平衡阀门2（减压过程实 际上是无法控制的，操作时，只要压力降低， 就可以关闭）。液体又重新沸腾，继续搅拌， 液面等高时，记录温度与压力，同时打开平 衡阀门2，减压，重复以上步骤，读出另一 组的温度与压力。
五、数据记录及处理
1. 数据记录
温度
压力
第一次
第二次
第三次
六、注意事项
1. 系录温度与
压力，还要，减压，必要时可以略微提前， 同学之间要密切合作
液体饱和蒸气压的测定（基础）
一、实验目的 1. 用等压计测定不同温度下环己烷的饱和蒸
汽压 2. 学会由图解法求环己烷的平均摩尔气化热
和正常沸点
二、实验原理
液体的饱和蒸汽压与温度的关系可以用克劳修斯 —克拉佩龙方程表示：
两边不定积分得：
正常沸点：标准压力下的沸点
三、仪器与试剂
1. 等压计 2. 储气罐 3. 真空泵 4. 数字压力计 5. 温度温差仪 6. 环己烷
等压计的工作 原理：当U型管
内液体的高度相 等时，表明2个
液面上方的压力 相等。
四、实验步骤
1. 将环己烷装入等压计中 2. 仪器安装 3. 检查系统是否漏气
关闭平衡阀门1，使其与大气隔绝。打开平 衡阀门2 ，减压，关闭平衡阀门2。如果系 统漏气，则压力计的读数上升。
物化实验-最大气泡压力法
※ 3.误差分析：1.如果装置漏气，会导致测得的压力值偏低。
2．毛细管底部无法精确保证与也液体凹液面相切，会
导致测量的压强值有误差。
[参考文献]
《物理化学实验》 崔献英等编著 中国科学技术大学出版社
《物理化学》
傅献彩 等编
高等教育出版社
[英文摘要]
The surface of the liquid has a tendency to contract .In this experiment ,we utilize the biggest bladder pressure method to calculate the surface tension and adsorbance of the solution and thus we can calculate the cross-sectional area of one particle of the normal butanol by measuring the surface tension in different concentration of normal butanol. 附：数据处理： 一、 恒温槽温度：25℃ 二、 毛细管常数 K´：
Equation y = a + b*x
Weight
No Weightin
Residual
1.18985E8
Sum of
SAqduj.aRre-Ssquar 0.92246
Hale Waihona Puke ValueStandard Err
物理化学实验报告饱和蒸汽压
五、实验过程（包括步骤、装置图、注意事项）实验装置如下图所示。
图中等位计必须放置于恒温水浴的液面以下，等位计试样球1和U 型管双臂下部储存液体，当试样球1和U 型管臂2之间空间完全为待测液体的蒸气时，则当U 型管臂2和臂3中液面在同一水平时，表示试样球1和U 型管臂2之间空间的液体蒸气压与臂3上方的压力相等，测定臂3上方的压力即为该温度下液体的饱和蒸气压。
图中缓冲储气罐下部有抽气阀，开启后可用真空泵对储气罐和测量系统抽气减压。
缓冲储气罐上部有进气阀1（平衡阀1），开启后可向系统漏入空气，另一阀2（平衡阀2）开启则可使测量系统与储气罐相通。
抽气阀、进气阀1（平衡阀1）和阀2（平衡阀2）均顺时针转动为关闭，逆时针转动为开启，开启的程度可随需要调节。
阀门的开启和关闭必须缓慢操作，切不可用力过猛，以免损坏阀门，严禁将阀门与阀体旋至脱离状态。
1． 精密数字压力计的使用DP-AF 精密数字压力计是低真空的检测仪表，适用于负压的测量，测量范围0～－100.0 kPa ，它显示的数值表示测量系统的压力比大气压低的数值，如显示值p 表＝－70kPa ，大气压为p 0，则测量系统的压力()070kPa p +-。
实验时先启动电源开关，通电预热30 min 。
再进行采零（调零）操作，方法是开启进气阀1（平衡阀1），使压力计与大气相通，按下“采零”键，此时显示器显示“0000”，并重复3次。
经过采零后，可确保所测压力值的准确度。
测定前需按下“单位”键，选择“kPa ”作为压力值的计量单位。
2． 等位计中加入试样 从等位计的加样口注入乙醇，关闭进气阀1（平衡阀1），开启阀2（平衡阀2），再开启抽气阀，使真空泵与储气罐相通，启动真空泵，抽气至等位计中气泡成串上窜，这时可关闭阀2（平衡阀2），缓缓开启进气阀1（平衡阀1）缓慢漏入空气，使乙醇充满试样球的2/3和U 型管双臂的大部分。
3． 检漏接通冷却水（非常重要！），关闭进气阀1（平衡阀1），开启阀2（平衡阀2），再开启抽气阀使真空泵与储气罐相通，启动真空泵抽气，使压力表读数为－70 kPa 左右（注意！负压切不可太高，否则乙醇沸腾，液柱减少或消失）。
物理化学实验报告No2蒸气压
纯水饱和蒸气压的测定马瑞摘要：本实验采用动态法——通过测定不同外压下纯水的沸点，来确定不同温度下的饱和蒸气压。
实验数据表明水的饱和蒸气压随温度的下降而减小，lnp对1/T呈良好的线性关系。
这与克拉贝龙-克劳修斯方程相符，并由此方程可求得水的摩尔汽化热。
关键词：水沸腾饱和蒸气压摩尔汽化热The Determination of Saturated Vapor Pressure of Pure WaterMa Rui (Marine.Marion)( NCL USTC Hefei Anhui P.R.China，230026 )Email：marion@Abstract ：This experiment by ‘Dynamic Method’ is to determine the boiling point of pure water under different pressures, so we can get the saturated vapor pressuresat different temperature. It is found that the saturated vapor pressure of purewater decreases with the decreasing of temperature and the relation of lnp ~1/T is well linear. It accords with Clapeyron-Clausuis Equation, and then wecan obtain the molar heat of vaporization of pure water.Key words ：Water, Boiling, Saturated vapor pressure, Molar heat of vaporization序言：在封闭体系中，当液相的蒸发速度与相应气相的凝聚速度相等时，体系达到动态平衡，此时的蒸气压为该温度下的饱和蒸气压，液体的饱和蒸气压等于外压时的温度为液体的沸点，因此沸点是随外压变化的，当外压为101325Pa时，称之为正常沸点。
物理化学实验最大气泡压力法测定溶液的
预习问题
• 1.为什么要测毛细管常数？ • 2.气泡形成过程中其半径的变化情况示意图
中，p最大由大到小的排列顺序如何？
三、仪器和药品（讲义P101）： 四、操作步骤
1. 预压及气密性检验
缓慢加压至一定压力，观察数字压力计显示值变化情况， 若1分钟内显示值稳定，说明系统无泄露。确认无 泄露后，泄压至零，并反复预压2~3次，方可正式 测试。
数字压力计读数P最大 kPa
1
2
3
压力差平均值 kPa
仪器常数K
重蒸馏水
2.不同浓度正丁醇溶液的最大压力差、表面 张力和浓度，作σ~ c关系曲线
样品 浓度%
1＃ 2＃ 3＃ 4＃ 5＃ 6＃ 7＃ 8＃
P最大/ kPa
1
2
3
压力差平均值 kPa
σ N·m-1
3.在σ~ C曲线上任取8~10个点，分别作出切线，求
（4）打开滴液瓶活塞进行缓慢抽气，使气泡从毛细管 口逸出。调节气泡逸出速度不超过20个/ min，读出 压力计所显示最大压力差数值，重复三次，取其平 均值，即为P最大1。（若压力计显示最大数值不稳， 须检查：毛细管是否洗净干燥；系统密闭性能是否 良好；真空胶管内是否有水汽或污物窜入。）
3. 测定各浓度下正丁醇的表面张力
最大气泡压力法的实验装置图
显然，在气泡形成过程中，气泡半径由大变小，再由小变大
（如下图中(a)、(b)、(c)所示），所以压力差 p则由小变大，然 后再由大变小。当气泡半径r等于毛细管半径R时，压力差达到最 大值 pmax。压力差一般由精密数字压力计读出。
气泡形成过程中其半径的变化情况 示意图
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松开通大气玻璃管，再样品管中换入以配置好的正丁醇 水溶液，重复步骤（3）、（4），得到P最大2（注意： 须从稀到浓依次进行，每次测量前必须用少量被测 液洗涤样品管，尤其是毛细管部分，确保毛细管内 外溶液的浓度一致）。
水的蒸汽压力
水的蒸汽压力详解引言：水的蒸汽压力是物理化学中的一个基本概念，对于理解物质的相态变化、气象学、环境科学以及工程应用等领域具有重要意义。
本文档旨在详细介绍水的蒸汽压力，包括其定义、测量方法、影响因素以及在不同条件下的变化规律。
一、水蒸汽压力的定义水的蒸汽压力是指在一定的温度下，水蒸气与水或冰相平衡时的压力。
在封闭系统中，当水的蒸发速率与其凝结速率相等时，系统达到动态平衡，此时水蒸气的压强即为该温度下的饱和蒸汽压力。
二、蒸汽压力的测量方法1. 静态法：通过建立恒温密闭容器，测量水蒸气与液态水或冰相平衡时的压强。
2. 露点法：测量空气中水蒸气开始凝结为液态的温度，进而推算出蒸汽压力。
3. 湿度计法：使用不同种类的湿度计（如干湿球湿度计、毛发湿度计等）来间接测量蒸汽压力。
三、影响蒸汽压力的因素1. 温度：温度是影响蒸汽压力的最主要因素。
随着温度的升高，水分子的动能增加，更容易逃离液面形成蒸气，因此蒸汽压力随之增大。
2. 杂质：溶液中的溶质会降低水的蒸汽压力，这种现象称为沸点升高。
3. 表面状态：液体的表面积越大，蒸发速率可能越快，从而影响蒸汽压力。
4. 外界压力：外界环境的压力变化也会影响蒸汽压力的测量值。
四、蒸汽压力与温度的关系1. 克劳修斯-克拉佩龙方程：描述了理想情况下，固体、液体和气体三相平衡时蒸汽压力与温度之间的关系。
2. 安托万方程：提供了一个简化的经验公式，用于在一定温度范围内估算蒸汽压力。
3. 实验数据表：科学研究中积累的大量实验数据，可以用来查找特定温度下的蒸汽压力值。
五、水的相图与蒸汽压力水的相图展示了不同温度和压力下水的三种相态（固态、液态、气态）之间的关系。
在相图中，蒸汽压力曲线标示了液态水与气态水之间的转变边界。
六、蒸汽压力的应用1. 天气预报：通过测量水蒸气的含量，可以预测天气变化。
2. 工程设计：在热交换器、蒸馏塔等设备的设计中，需要考虑蒸汽压力的影响。
3. 环境监测：监测大气中的水蒸气压力有助于了解环境的湿度状况。
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二、压力的测量与控制
[例] 在上海地区测定大气压，其纬度约为北纬31.15 ，海
○
拔高度约为25m，实验室温25℃，气压计读数101311Pa， 仪器误差△k=13Pa，求实际大气压值。 解：△t = －1.63×10－4×25×101311=－413Pa △θ = －2.66×10－3×101311×cos(2×31.15 ) = －125Pa △H=－3.14×10－7×25×101311≈ －0.795Pa 所以：p = 101311－413－125－0.795 + 13 = 100785.205Pa
二、压力的测量与控制
★ 电测压力计： 1）特点： 电测压力计是由压力传感器、测量电路和电性指示剂
三部分组成。压力传感器感受压力，并把压力参数转变成
电阻(或电容)信号传输到测量电路，测量值再由指示仪表显 示或记录。 2）分类 ▲ 霍尔压力变送器：由弹性元件受压变化时自由端的位移，
可转换成电压信号输出。
a.总阀门；b.氧气表和钢瓶连接螺旋； 充好；5>关闭供气阀门f；6>再 c.总压力表；d.调压阀门；e.分压力表； 关总阀门a；7>松开阀门d，复原。 f.供气阀门；g.接氧弹进气口螺旋
二、压力的测量与控制
（三）真空技术 真空是指一个系统的压力低于标准压力的气态空间。为 了获得真空，就必须设法将气体分子从容器中抽出，凡是 能从容器中抽出气体，使气体压力降低的装置均称为真空 泵。 真 空 分 类
1.波纹管；2.应变梁； 3.应变片(两侧前后共 四片)；4.导线引出口
二、压力的测量与控制
四块BY-P半导体应变片组 成电桥。测量时，在一定的工 作电压 UAB下，首先调节电位 器Rx使电路平衡，即输出的电 位差 UCD为零。此时表示传感 器内部压力与大气压相等。随 后将传感器接入负压系统，因 压力变化会导致应变片变形， 电桥失去平衡，输出端得到一 个与压差成正比的电位差 UCD ，通过电位差计测出该电位差 值，进而转换成相应的压力值。
粗 真 空 ：105 ~ 103 Pa，760 ~ 10 Torr 低 真 空 ：103 ~ 10-1 Pa， 10 ~ 10-3 Torr 高 真 空 ：10-1~ 10-6 Pa，10-3~10-8 Torr 超高真空 ：10-6~ 10-12Pa，10-8~10-14Torr 极高真空 ： < 10-12 Pa， < 10-14 Torr
逆时针运动。 范围：600mmHg – 800mmHg ；
温度：-10 oC – 40 oC ；
最小分度： 0.5 mmHg，误差 小于等于 1.5 mmHg。 特点：体积小，重量轻，不要固定，要水平放置，精度差。
二、压力的测量与控制
（2）压力计 ★液柱压力计： 使用机动灵活， 但不能用于压力较 大的实验，一般小 于1.3~1.5个大气压。 a 和 c为双管液柱压 力计；b和d为单管 液柱压力计。
二、压力的测量与控制
★弹簧管压力计：为指针式压力表 1)特点： 使用了弹性元件的弹性力来测量 压力。分真空表和正压力表，刻度分 别为 mmHg 和 atm 。结构简单，读数 方便，测压范围广，价格便宜。 2)原理： 弹簧管受压形变，使得元件相应部 分发生了位移。从而推动指针向着一 定的方向运动。并指示出相应的压力 值。
1.金属弹簧管；2.指针；3.连杆； 4.扇形齿轮；5.弹簧；6.底座； 7.测压接头；8.小齿轮；9.外壳
二、压力的测量与控制
弹簧管压力计指针顺时针方向 表示压力增加；如果零位读数刻度 在表面中间，则是测正压和负压两 用。 3) 注意 ☆ 合理选择量程。
☆不超过35oC使用，否则要校正。 ☆压力表指针平稳后，才能读数。 ☆定期校验。
3) 正压力： p > po 4) 负压力： p < po，又称真空，其绝对值称为真空度 5) 差压力： p1 – p2，任意压力p1和p2比较的差值
二、压力的测量与控制
2. 压力测量仪器 （1）气压表 ● 福庭（Fortin）式气压计 首先调节零点，即旋转调节螺钉10，使象 牙针尖6恰好与储汞槽9内的汞液面接触；然后 转动升降游标尺螺钮4直到游标尺2的下缘恰好 与汞柱的凸弯月面相切，即可从标尺3与游标尺 2上读取读数。 由于黄铜标尺的长度和汞的密度都随温度 而变，且重力加速度与地球纬度有关，所以必 须对读数进行校正。
1. 抽空的玻璃气压计管 2. 读数游标尺 3. 标尺 4. 升降游标尺螺钮 5. 黄铜管 6. 象牙针尖 7. 玻璃窗 8. 下有羚羊皮袋 9. 储汞槽 10.调节螺钉 11.通气孔 12.温度计
二、压力的测量与控制
※ 温度校正：
pt — 气压计读数； p0 — 0℃气压值； α—汞的平均膨胀系数 α = (181792+0.175 t+0.035116 t2)×10-9/℃-1 β—黄铜标尺的线膨胀系数 β = 18.4×10-6/℃-1 ※ 重力加速度校正：设测量地点的纬度θ，海拔高度 为H，则： 纬度校正为：△θ = －2.66×10-3×p0 ×cos2θ 海拔高度校正为：△H = －3.14×10-7×H×p0
二、压力的测量与控制
2.油封机械泵 ＃油泵种类 —— 油泵分为定片式、旋片式和滑阀式三种。 定片式油泵抽速较小，但结构简单易检修。 旋片式油泵又有单级和双级两类，如2X型/2XQ型，其 中 X代表旋片式， 2代表双级， Q 代表加了气镇装置，型号 之后的数字代表泵的抽气速率(升/秒)，如2X-30表示双级旋 片式真空泵，抽气量为30升/秒。旋片式油泵不仅单独可作 为真空泵使用，还通常作为获得高真空的前级泵。 滑阀式油泵(2H系列)多用作前级泵。
○
（2）压力计 一般用于直接测量体系的内外压差，或体系内部的 绝对压力与外界大气压力差。
二、压力的测量与控制
●固定槽式气压计 结构与福庭式气压计类似，区别在于不要调节针尖。 读数单位为mB。 ● 空盒气压计 由多个空盒组成，在大气压力影响 下，可产生轴向移动，从而带动指针运
动。气盒受压，指针顺时针运动，反之，
热10min即可正常工作。
二、压力的测量与控制
3)原理： 以BFP-1型负压传感器为例，其工作原理是将有弹性的 应变梁 2 的一端固定，另一端与连接系统的波纹管 1 相连。 称为自由端。当系 统压力通过波纹管 底部作用在自由端 时，应变梁发生桡 曲，使其两侧的上 下四块BY-P半导体 应变片3因机械变形而引起电阻值变化。
二、压力的测量与控制
※仪器误差校正：由于仪器本身构造不够精密(按制造
厂所附的仪器误差卡上的校正值进行校正)，或长期 使用后水银柱上部的真空度降低等因素所导致的误差 (一般采用标准气压计进行校正)，记为：△k 。 校正后的真实大气压为：p = pt +△t +△θ +△H+△k 要注意上式 中各校正值的符号： 实验室温大于0℃，△t < 0，室温小于0℃，△t >0； 实验地点纬度小于45 ，△θ< 0，大于45 时，△θ>0； 实验室高于海平面，△H< 0，实验室一般在海平面之上 △k的附号由制造厂所附的仪器误差卡上的校正值给定。
在实验室中，获得粗真空采用水抽气泵；要获得低真 空则采用机械真空泵；而要获得高真空需机械泵与油扩散 泵并用；获得超高真空则需分子泵(涡轮分子泵/离子泵)； 极高真空则用冷凝泵。
二、压力的测量与控制
1. 水流(水抽气)泵 可用玻璃或金属制成。是应用柏努利原理，水经过收缩 的喷口以高速喷出，其周围区域的压 力较低，由系统中进入的气体分子便 被高速喷出的水流带走。水流泵所能 达到的极限真空度受水本身的饱和蒸 气压限制，如15℃下，水的饱和蒸气 压为 1.70 kPa。尽管其效率低，但由 于简便，实验室在抽滤或其它粗真空 度要求时却经常使用，如检拾散落在 地上的水银微粒。
二、压力的测量与控制
（二）压力的控制 1. 恒压控制 当实验要求系统保持恒定的压力时，就需要一套恒 压装置。其原理是在 U 形的控压计中 充以汞或电解质溶液，其中设有a、b、 c三个电接点。当待控压系统压力升高 到规定的上限时，b、c 两个接点通过 汞或电解质溶液接通，随之电控系统 控压原理示意图 工作使泵停止对系统加压；当待控压 系统压力下降到规定的下限时，a、b两个接点接通(b、c 断路)，泵向系统加压，如此反复操作达到控压目的。
二、压力的测量与控制
（一）压力的测量 1. 压力的定义和习惯表示 压力和温度一样是系统的状态参数，与许多物化性 质相关。物化实验中，会涉及到高压、常压和真空系统。 不同压力系统有着不同的测量方法和技术。 ▴定义： 压力即物理中的压强，具有压强的量纲。其量纲有 如下表示方式： 1) 帕斯卡(帕) — Pa；1 Pa = 1 Nm-2 = 105 达因/平方厘米 2) 标准大气压— atm ；1atm = 101.325 kPa
出。这种电磁阀称为二位三通电磁阀。
Q23型电磁阀结构示意图 1.铁箍；2.罗管线圈； 3,6.压紧橡皮；4.铁心；5.弹簧
二、压力的测量与控制
■ 稳压管 从钢瓶中流出的气体，经过针形阀3与毛细管4缓冲后， 再经过水柱稳压管 5 流入系统。通过调节水柱稳压管中的水
平高度，就给定了流动气体的
压力上限。若流动气体的表压 大于稳压管中水柱的静压差h， 气体便从水柱稳压管力的测量与控制
▲ 电位器压力变送器：与动圈式仪表配合使用。受压弹性
元件的变化带动电位器触点改变，致使电阻变化。由此电 桥平衡打破，产生不平衡电压。 ▲ 压电式压力传感器：压电晶体把压力效应转换成电信号。 ▲ 压阻式压力传感器：外压变化，电阻变化(如：Si, Ge)， 电桥平衡破坏，产生相应电信号。 ▲ 数字式低真空压力测试仪：压阻式传感器。接真空，预
二、压力的测量与控制
■ 控压计 常用的控压计有 U 形硫酸控压计。在右支管中插一Pt丝， 在U 形管下部接入另一Pt丝，灌入浓硫酸(或 NaCl，KI溶液)，使液面与上Pt丝下端刚好接 触。这样通过硫酸在两Pt丝间形成通路。使用 时，先开启左边的活塞，使两支管内均处于要