25. FOLYADÉK GŐZNYOMÁSÁNAK MEGHATÁROZÁSA A HŐMÉRSÉKLET FÜGGVÉNYÉBEN EGYSZERŰ SZTATIKUS ELJÁRÁSSAL, PÁROLGÁSHŐ SZÁMÍTÁSA

Hasonló dokumentumok
1.9. FOLYADÉK GŐZNYOMÁSÁNAK MEGHATÁROZÁSA A HŐMÉRSÉKLET FÜGGVÉNYÉBEN EGYSZERŰ SZTATIKUS ELJÁRÁSSAL, PÁROLGÁSHŐ SZÁMÍTÁSA

GŐZNYOMÁS MÉRÉSE SZTATIKUS MÓDSZERREL

25. Folyadék gőznyomásának meghatározása a hőmérséklet függvényében. Előkészítő előadás

A GŐZNYOMÁS MÉRÉSE SMITH-MENZIES-FÉLE MÓDSZERREL c. mérés

Ón-ólom rendszer fázisdiagramjának megszerkesztése lehűlési görbék alapján

Cölöpcsoport függőleges teherbírásának és süllyedésének számítása

3. Az Sn-Pb ötvözetek termikus analízise, fázisdiagram megszerkesztése. Előkészítő előadás

0. mérés A MÉRNÖK MÉR

Solow modell levezetések

Halmazállapot-változások vizsgálata ( )

TERMODINAMIKAI EGYENSÚLYOK. heterogén és homogén. HETEROGÉN EGYENSÚLYOK: - fázisegyensúly. vezérlelv:

Tartalom Fogalmak Törvények Képletek Lexikon

Folyadékok és szilárd anyagok sűrűségének meghatározása különböző módszerekkel

Matematika a fizikában

5. Laboratóriumi gyakorlat

Atommagok mágneses momentumának mérése

Sugárszivattyú H 1. h 3. sugárszivattyú. Q 3 h 2. A sugárszivattyú hatásfoka a hasznos és a bevezetett hidraulikai teljesítmény hányadosa..

O k t a t á si Hivatal

9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK

Feladatok gázokhoz (10. évfolyam) Készítette: Porkoláb Tamás

A mérés célkitűzései: A sűrűség fogalmának mélyítése, különböző eljárások segítségével sűrűség mérése.

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Méréstechnika. Hőmérséklet mérése

Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata

Sók oldáshőjének és jég olvadáshőjének meghatározása anizotermés hővezetéses kaloriméterrel

Folyamatirányítás. Számítási gyakorlatok. Gyakorlaton megoldandó feladatok. Készítette: Dr. Farkas Tivadar

Motorteljesítmény mérés diagnosztikai eszközökkel Készült a Bolyai János Ösztöndíj támogatásával

AERMEC hőszivattyú az előremutató fűtési alternatíva

(2006. október) Megoldás:

MINTA Mérési segédlet Porleválasztás ciklonban - BME-ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK. PORLEVÁLASZTÁS CIKLONBAN Ciklon áramlási ellenállásának meghatározása

NYOMÁS ÉS NYOMÁSKÜLÖNBSÉG MÉRÉS. Mérési feladatok

u ki ) = 2 x 100 k = 1,96 k (g 22 = 0 esetén: 2 k)

Szerelési kézikönyv. Díszítőpanel BYCQ140CW1 BYCQ140CW1W

Ismerje meg a természettudomány törvényeit élőben 10 hasznos tanács Tanuljon könnyedén

- az egyik kiemelked fontosságú állapotjelz a TD-ban

2. Laboratóriumi gyakorlat A TERMISZTOR. 1. A gyakorlat célja. 2. Elméleti bevezető

Feladatok gázokhoz. Elméleti kérdések

TANULÓI KÍSÉRLET (párban végzik-45 perc) Kalorimetria: A szilárd testek fajhőjének meghatározása

KÖRNYEZETVÉDELEM- VÍZGAZDÁLKODÁS ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Mérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás.

Szupravezető alapjelenségek

Spontaneitás, entrópia

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. t 2 = 1, s

TÉRFOGATÁRAM MÉRÉSE. Mérési feladatok

Fizika 1X, pótzh (2010/11 őszi félév) Teszt

Mechatronika szigorlat Írásbeli mintafeladat

3. Laboratóriumi gyakorlat A HŐELLENÁLLÁS

1. MECHANIKA-MECHANIZMUSOK ELŐADÁS (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. ts.) 1. Alapfogalmak:

Vegyjel Mg O Vegyértékelektronok száma Párosítatlan elektronok száma alapállapotban

6 Ionszelektív elektródok. elektródokat kiterjedten alkalmazzák a klinikai gyakorlatban: az automata analizátorokban

5. Fajhő mérése jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Lakatos J.: Analitikai Kémiai Gyakorlatok Anyagmérnök BSc. Hallgatók Számára, (2008)

Egy másik alapfeladat fűrészelt, illetve faragott gerendákra. 1. ábra

1.1 Hasonlítsa össze a valós ill. ideális folyadékokat legfontosabb sajátosságaik alapján!

Fázisátalakulások vizsgálata

3. számú mérés Szélessávú transzformátor vizsgálata

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

Spontaneitás, entrópia

Félvezetk vizsgálata

Fluidum-kőzet kölcsönhatás: megváltozik a kőzet és a fluidum összetétele és új egyensúlyi ásványparagenezis jön létre Székyné Fux V k álimetaszo

4. HÁZI FELADAT 1 szabadsági fokú csillapított lengırendszer

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Hőmérsékleti sugárzás

Termodinamika: az előző részek tartalmából

Anyagtudomány. Ötvözetek egyensúlyi diagramjai (állapotábrák)

Elektronikus fekete doboz vizsgálata

Polimerek. Biozika gyakorlat jegyz könyv. Gyakorlatvezet k: Bauer Rita, Hajdú Angéla, Juriga Dávid, Molnár Kristóf, Varga Zsóa

GÉP- ÉS KEZELŐELEMEK 2018/2019.

MIKROELEKTRONIKAI ÉRZÉKELİK I

FIZIKA II. Egyenáram. Dr. Seres István

Fázisátalakulások vizsgálata

Sók oldékonysági szorzatának és oldáshőjének meghatározása vezetés méréssel

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

4. A mérések pontosságának megítélése

Fogalma. bar - ban is kifejezhetjük (1 bar = 10 5 Pa 1 atm.). A barométereket millibar (mb) beosztású skálával kell ellátni.

Az oldatok összetétele

Méréstechnika II. Mérési jegyzőkönyvek FSZ képzésben részt vevők részére. Hosszméréstechnikai és Minőségügyi Labor Mérési jegyzőkönyv

FIZIKA. Ma igazán belemelegszünk! (hőtan) Dr. Seres István

Kiegészítő leírás 05 (2014)

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

Ideális gáz és reális gázok

Követelmények: f - részvétel az előadások 67 %-án - 3 db érvényes ZH (min. 50%) - 4 elfogadott laborjegyzőkönyv

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

EGY KIS KLASSZIKUS DIFFERENCIÁLGEOMETRIA, A GAUSSBONNET-TÉTEL BIZONYÍTÁSA. 1. Bevezetés

Ellenállásmérés Ohm törvénye alapján

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1

A mérési eredmény megadása

5. gy. VIZES OLDATOK VISZKOZITÁSÁNAK MÉRÉSE OSTWALD-FENSKE-FÉLE VISZKOZIMÉTERREL

Sugárzásos hőátadás. Teljes hősugárzás = elnyelt hő + visszavert hő + a testen áthaladó hő Q Q Q Q A + R + D = 1

AZ ELSÔ SZÁMJEGYEK BENFORD-TÖRVÉNYE ÉS A RADIOAKTÍV IZOTÓPOK FELEZÉSI IDEJE

2101G & 21HDG Sorozat SZAKEMBEREK IHLETTÉK. Elektronikai fogók Erősített fogók Hajlított fogók Fogók műanyag vágásához Szigetelt fogók

5. Sók oldáshőjének meghatározása kalorimetriás módszerrel. Előkészítő előadás

Mérés és adatgyűjtés

Oldatkészítés, ph- és sűrűségmérés

Légköri termodinamika

6. Oldatok felületi feszültségének meghatározása. Előkészítő előadás

MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV. A mérés megnevezése: Potenciométerek, huzalellenállások és ellenállás-hőmérők felépítésének és működésének gyakorlati vizsgálata

ELTE Fizikai Kémiai Tanszék. Hőmérők kalibrálása. Riedel Miklós szeptember

Modellkísérlet szivattyús tározós erőmű hatásfokának meghatározására

Átírás:

25. FOLYADÉK GŐZNYOMÁSÁNAK MEGHATÁROZÁSA A HŐMÉRSÉKLET FÜGGVÉNYÉBEN EGYSZERŰ SZTATIKUS ELJÁRÁSSAL, PÁROLGÁSHŐ SZÁMÍTÁSA A szüksées elméleti háttér: - a fáziseyensúly termodinamikai feltétele; - Gibbs-féle fázisszabály (komponens, fázis, szabadsái fok foalma); - tiszta anyaok fázisdiaramja, olvadáspont, hármaspont, forráspont, kritikus hőmérséklet; - a víz fázisdiaramja); - Clapeyron-eyenlet; - Clausius-Clapeyron-eyenlet; A felkészülés során kérjük átnézni a Szalma-Lán-Péter Alapvető fizikai kémiai mérések és a kísérleti adatok feldolozása (ELTE Eötvös Kiadó) c. tankönyvből a 3.5.2. és a 6.1. fejezeteket! A mérés aktuális vérehajtását illetően viszont a jelen kieészítő leírás a mérvadó! Eszköz és méréstechnikai ismeretek: - nyomás mérése nyitott hianyos manométerrel (tankönyv); - lényomás mérése hébéres hianyos barométerrel (tankönyv) - nyomás mérése piezorezisztív diitális vákuummérővel (1. melléklet) - lényomás mérése piezorezisztív, diitális barométerrel (1. melléklet). I. A GŐZNYOMÁS HŐMÉRSÉKLETFÜGGÉSE, ELMÉLETI BEVEZETÉS Az eykomponensű kétfázisú heteroén rendszerekre példa a tiszta folyadék és telített őzének eyensúlya. A Gibbs-féle fázisszabály szerint ennek a rendszernek ey szabadsái foka van: adott hőmérsékleten a folyadék őze csak eyetlen nyomáson van eyensúlyban a cseppfolyós fázissal (ez az eyensúlyi őznyomás vay más néven a telített őz nyomása), adott nyomáshoz pedi csak eyetlen eyensúlyi hőmérséklet tartozik (ez a forráspont). A őznyomásnak a hőmérséklettel való változását a Clausius-Clapeyron-eyenlet írja le: d ln p dt pár H = (1.) 2 RT ahol p a telített őz nyomása, párh pedi a folyadék moláris pároláshője (párolási entalpiaváltozása). A Clausius-Clapeyron eyenlet interálásával, valamint az interálás során hőmérséklet-füésének elhanyaolásával a következő eyenletet kapjuk: párh párh 1 ln p = + A, (2.) R T ahol A ey konstans. Látható, hoy eyfajta exponenciális füvény írja le a kapcsolatot a őznyomás és az abszolút hőmérséklet között: A pár H p = B exp (3.) RT ahol B = e. A pároláshő kiszámítására a (2.) eyenletet használjuk. A (2.) eyenlet alapján, - ha több hőmérsékleten memérjük a őznyomást és elkészítjük az ln p 1/ T rafikont -, a kapott eyenes meredeksééből (iránytanenséből, m) kiszámítható értéke: párh 2018.02.19. 25kl2018 1

d[ ln p] párh m = = (4.) d 1 R T Ebből: H = m R ( J/mol), ahol R 8,3143 J/(mol K). Fontos mejeyzés: pár = Ezt az eyszerű őznyomás mérési módszert a laboratórium hőmérsékleténél maasabb hőmérsékleten nem használhatjuk, mert csak a folyadék-mintát tartalmazó lombikot termosztáljuk. A folyadékot és őzét tartalmazó zárt térben a lealacsonyabb hőmérsékletű résznek mefelelő őznyomás áll be. Ha maasabb hőmérsékleten szeretnénk mérni, akkor az eész berendezést (a manométert is) termosztálni kellene. II. MÉRÉSI FELADAT Szerves oldószer őznyomásának mérése sztatikus módszerrel 4-5 hőmérsékleten; a kapott őznyomás-hőmérséklet adatpárokból pároláshő számítása a Clausius-Clapeyron eyenlet alapján. Mérőberendezés: A őznyomás mérésére szoláló berendezés vázlatos rajza látható a 1. ábrán. Eszközök, veyszerek Az 1. ábrán látható berendezésen kívül szüksées mé: - NaCl (ipari só, hűtőkeverék készítéséhez). - 1 db barométer; - 1 db Bunsen-állvány; - 2 db vízlészivattyú; - 1 db pufferpalack, befova; - 1 db 600 cm 3 -es főzőpohár (hőszieteléssel) hűtőkeverék készítésére - 1 db két elvezetőcsonkkal rendelkező főzőpohár a csapvíz hőmérsékletén történő méréshez; - 2 db vákuum umicső; - 2 db umicső; - 1 db hajlított fémpálca a temperáló fürdő keverésére; - szerves oldószerminta; - 1 db tölcsér, az oldószer betöltésére - jé (apróra törve); 1. ábra-sztatikus őznyomásmérő készülék 2018.02.19. 25kl2018 2

III. A MÉRÉS KIVITELEZÉSE A berendezés összeállítása és lételenítése Nyitott készülék esetén a diitális manométernek nullát kell kijeleznie. Ha a manométer nem ezt az értéket mutatja, akkor kalibrálni kell. Ezt a műveletet csak az oktató véezheti el. A ömblombik nyakát és a ömblombikba illeszkedő csiszolatos csőcsatlakozást ha szüksées metisztítjuk (pl. száraz papírvattával). Csak akkor szüksées metisztítani, ha szilárd szemcséket látunk a csiszolaton. A lombikot vízzel elmosni nem szabad (a mérés után se), mert a benne maradó vízcseppek állandó párolása a nyomás növekedését okozza, és a mérési adatokban nay pontatlansáot eredményez. Ezután vákuumzsírral eyenletesen, ien vékonyan bezsírozzuk a manométer csiszolatos csatlakozását és ráillesztjük az üres lombikot. A lémentes illeszkedés érdekében a lombikra enyhe nyomást yakorolva néhányszor elforatjuk a csiszolat mentén, majd újra leszedjük a lombikot az üres csőcsatlakozásról. Ha szüksées, újabb vákuumzsír-részletet teszünk a csiszolatra, majd foratással újra eloszlatjuk a zsírt a csiszolaton. A lombikot a műanya tölcséren át kb. féli töltjük a mintafolyadékkal (ez a yóyszerész-laboron dietil-éter lesz). Ezután visszahelyezzük a csőcsatlakozásra, majd az üvecsonkoknál umiyűrűkkel rözítjük. Ha mé nem történt me, a vízsuárszivattyú oldalsó csövét pufferpalack közbeiktatásával csatlakoztatjuk a berendezésünkhöz. Ehhez kérjék a yakorlatvezető seítséét! Ennél a mérésnél használjunk védőszemüveet! Viyázat, a dietil-éter yúlékony és mérező folyadék, bánjunk vele óvatosan! Használat után az étert öntsük yűjtőbe! Az oldószert tartalmazó lombik alá először laborhőmérsékletű vízfürdőt helyezünk úy, hoy a fürdő szintje az oldószer szintjénél valamivel maasabb leyen. A vízcsapot menyitjuk, a pufferpalack leveőztető csapját pedi zárjuk. Ezután a berendezés szeparáló csapját (nay üvecsap) óvatosan (lassan és két kézzel, a csapot foratva és a csaptestet ellentartva) menyitjuk, de csak kb. 4 5 másodpercre. Amikor a nyomás nayjából állandósul, a berendezés csapját elzárjuk (nem szabad hosszabb idei szívatni a rendszert, mert az oldószer elforr/elpárolo a lombikból). Ezután mevárjuk, mí a lombik feletti térben a nyomás újra menő (1-2 perc), majd szívassuk le újra a rendszert. Jeyezzük fel minden leszívás után a vízfürdő hőmérsékletét és a stabilizálódott nyomáskülönbsé értékeket az adatyűjtő táblázatba (a 2. mellékletben találhatóhoz hasonló, laboron kapott táblázat). E műveleteket néyszer-ötször ismételve a készüléket lételenítettük. Lételenítés közben rendszeresen keverjük a vízfürdőt, mert az elpároló éter hűti a ömblombik falát. A lételenítést meyorsítandó lehet a lételenítést mele vizes fürdővel (30-40 o C-os víz a piros jelű csapokból) is elvéezni, de csak rövid időre (30-40 s) teyék a lombikot a mele vizes fürdőbe, majd a fent leírt módon nyissák me a berendezés szeparáló csapját pár másodpercre, és ezt a műveletet ismételjék. A 4. vay 5. ciklus után cseréljék ki a fürdőt szobahőmérsékletű vízre, és ebben a lombik már folyamatosan benne leyen. Ha szüksées, további lételenítési ciklusokat lehet véezni. A lételenítés hatékonysáát ey újabb leszívás utáni állandó (időben már nem változó) pm-értékkel lehet ellenőrizni. Ha az utolsó, és utolsó előtti leszívási ciklus pm-értéke meeyezik, és a fürdő hőmérséklete sem változott, akkor már lételennek tekinthetjük a rendszert, és nem szüksées ey újabb leszívási ciklust véeznünk a szobahőmérsékletű fürdővel. A lételenítés után már nincs szüksé a vízlészivattyú működtetésére, de a vízlészivattyú elzárása előtt mérésekkel bizonyítani kell, hoy a belső tér már nem tartalmaz leveőmaradékot. Ehhez kérjük az oktató seítséét, de ha újabb szívatás után, azonos vay nayon közeli hőmérsékleten nayon eltérő nyomáskülönbséet kapunk, akkor mé volt maradék leveő a rendszerben, és újabb leszívást kell véezni! A vízlészivattyú leállításánál először zárjuk el azt az üvecsapot, amely szeparálja a rendszert a pufferpalacktól és a vízlészivattyútól, nyissuk me a pufferpalack csapját, majd ezután 2018.02.19. 25kl2018 3

zárjuk el a vízsuárszivattyú csapját. (Íy elkerülhetjük, hoy a csapvíz visszaszívása folytán a rendszerbe (pufferpalackba vay spriccelve akár mé beljebb) víz kerüljön.) Ezután kezdjük me a őznyomás mérését. A őznyomás észlelése Üyeljünk arra, hoy a fürdő hőmérséklete ne leyen maasabb a környezet hőmérsékleténél, különben az elpároló szerves folyadék a készülék alacsonyabb hőmérsékletű (szobahőmérsékletű) részeiben lecsapódik, és nem áll be az eyensúly. A fürdőt rendszeresen, vay akár folyamatosan keverjük, hőmérsékletét pedi a belemerített hőmérőről olvassuk le. A keverés meyorsítja a hőátadást a fürdő és a minta között, íy yorsabban áll be a termikus eyensúly és a fáziseyensúly. A fürdő hőmérsékletét és a nyomáskülönbséet percenként vay kétpercenként leolvassuk és a kiadott reisztrációs táblázatunkban (a 2. melléklethez hasonló, de üres táblázat) feljeyezzük. A leolvasásokat addi folytatjuk, amí az adatok már nem mutatnak eyirányú változást (eyensúlyi állapot, mintaként ld. a 2. mellékletet). Akkor is fel kell írni az adatokat, ha azonos értékeket olvasunk le, mert a rözített adatokból látszani kell az eyensúlyi állapot elérésének. Ha elértük az eyensúlyi állapotot, akkor a mérés ezen a hőmérsékleten befejezhető. Csak a vélees, eyensúlyinak tekintett (ϑ, pm) adatpár értékes számunkra, a többi adatot nem használjuk fel az értékelés során! Amennyiben a nyomáskülönbsé állandóan csökken, akkor a rendszer valahol leveőzik, és a lételenítési eljárást me kell ismételni (természetesen a csiszolatok tisztítása és újrazsírozása után). A hőmérsékletet vay hianyos hőmérővel (± 0,02 0,03 o C pontossáal), vay diitális ellenállás-hőmérővel mérik (0,1 o C pontossáal). A hianyos hőmérő leolvasásához kérjenek nayítót a technikustól! A következő mérést a csapvíz hőmérsékletén véezzük. Ez praktikusan meoldható ey olyan főzőpohárral, amelybe alul és felül ey-ey oldalcsövet forrasztanak. Az alsó csövet a vízcsapra, a felső csövet a külön (másik) vízlészivattyúra csatlakoztatjuk, és íy áramoltatjuk át a csapvizet. Viyázzunk a túlfolyásra, az elszívásnak nayobbnak kell lennie, mint a beömlésnek! Ezután a fent leírt módon elvéezzük a leolvasásokat. A folyóvizes fürdőt ezután helyettesítsük főzőpohárba helyezett olvadó jé - víz eyensúlyi rendszerrel! Fontos, hoy az oldószeres lombik az olvadó jéel eyensúlyt tartó vízzel (természetesen desztillált vízzel!), és ne a jédarabkák közötti leveővel folytasson hőcserét. Ehhez a jeet célszerű a lehető leapróbbra törni a jédarálóval. A hűtőközeet a mellékelt hajlított fémpálcával időnként me kell keverni. Ebben az esetben is a fent leírt módon véezzük el a leolvasásokat! Apróra tört jéhez NaCl-ot (ipari sót) és a laborban külön ballonban biztosított csapvizet adaolva hűtőkeveréket készítünk. A NaCl H2O rendszer eutektikus hőmérséklete mintey 19 C. Ezt a hőmérsékletet ezzel az eyszerű berendezéssel nem könnyű mevalósítani a környezettel folytatott hőcsere miatt, de a 10 C körüli hőmérséklet nayobb nehézsé nélkül stabilizálható. A lecélravezetőbb kis részletekben adaolni az ipari sót az apróra tört jéhez és kevés vízhez, állandó keverés mellett. A kívánt hőmérsékletet (elé nayjából!) só adaolással illetve vízzel való híítással állítjuk be. Üyeljünk arra, hoy mindi eleendő jé leyen a rendszerben. A hűtőkeveréket tartalmazó főzőpohár hőszietelő köpenyt tartalmaz a hőcsere csökkentése érdekében. A 0-10 C intervallumban két hőmérsékleten véezzünk mérést, először 5 C, majd 10 C körül. Ez lesz a neyedik és ötödik adatsorozat. A lealacsonyabb hőmérsékleten a leolvasások során valószínűle emelkedni fo a hőmérséklet. Ezért az oktatók seítséével ki kell választani az adathalmazból az értékelhető adatokat (ld. 2. melléklet)! 2018.02.19. 25kl2018 4

A mérés véeztével 5 db eyensúlyi (ϑ, pm) adatpárt kapunk. Olvassuk le a lényomást a diitális barométerről (az értékelésnél ezt plev-el jelöljük)! A műszert a technikustól kell elkérni. IV. A MÉRÉSI ADATOK KIÉRTÉKELÉSE 1. Ne felejtsük el, hoy a barométer hpa-ban mutatja a lényomást (a felbontás 0,1 hpa)! A manométer viszont kpa-ban jelzi ki a nyomáskülönbséet ( pm) (a felbontás 0,1 kpa)! 2. A hőmérséklet adatokat korriálni kell az olvadó jé rendszernél leolvasott látszólaos hőmérséklet fiyelembevételével. Ha pl. 0,50 C-ot mutatott a hőmérőnk az elméleti 0 C helyett, akkor minden hőmérsékletadatot 0,50 C-kal korriálunk, mielőtt elkészítjük a táblázatokat és a rafikonokat, azaz additív korrekciót feltételezünk. Ez nem biztos, hoy teljesen tükrözi a valósáot (ld. hőmérőkalibrálás-mérés), de jobb, mint korriálatlanul hayni a hőmérsékletadatokat. (A korrekció a pároláshő értékét nem befolyásolja.) 3. Mindkét nyomásértéket átszámítjuk közös eysébe (pl. Pa-ba), majd kiszámítjuk a őznyomást (p) az alábbi eyenlet alapján: p = p + p (5.) lev. m (Ne felejtsük el, hoy a ( pm) neatív szám a lényomásnál alacsonyabb őznyomásoknál!) Csak a vélees, eyensúlyi adatpárokat használjuk fel a kiértékelésnél! 4. Az íy kapott adatok alapján ábrázoljuk a p / Pa mennyiséet a ϑ / C füvényében! 5. A pároláshő mehatározásához ábrázoljuk a ln( / Pa) p mennyiséet 1/( T / K) füvényében! A pontokra a lekisebb néyzetek módszerével eyenest illesztünk, ennek meredeksééből kiszámítjuk értékét a (4.) eyenletnek mefelelően (ld. H pár alább ey mintaszámítást a VI. pontban). 6. Opcionális feladat: visszatérünk a p / Pa ϑ/ C örbéhez. Ne illesszünk újra (örbét, pl. polinomot), hiszen az 5. pontban már véeztünk eyenes-illesztést az ln(p) = A + B/T alakú füvényre! Íy a p = f(ϑ) füvény. alakja: e A+B/(ϑ+273,15). Újabb illesztés helyett eleendő felrajzolni (ORIGIN-ben Graph/Add Function menüponttal) a p = exp(a+b/(ϑ+273,15)) füvényt az 5. pontban kapott A és B paraméterek felhasználásával. Az eyenlet beírása során A és B konkrét értékét kell beírni és változóként csak x -et foad (ϑ helyett x -et kell írni)) el a szoftver. Üyeljünk arra is, hoy az ORIGIN tizedespontra, vay tizedesvesszőre van-e beállítva! Íy a két pontban (5. és 6.) kapott füvények konzisztensek lesznek eymással. Válasszunk minél több pontot (pl. 1000) a örberajzolás során! V. A MÉRÉSI EREDMÉNYEK MEGADÁSA - ϑ / C (4 értékes jeyre), ϑ / C (4 értékes jeyre), T/K (5 értékes jeyre), T 1 /K 1 korr (5 értékes jeyre), / Pa, (5 értékes jeyre), / Pa p m p (5 értékes jeyre), ln( p / Pa) (5 értékes jeyre) adatok (4-5 eyensúlyi állapotra) táblázatosan; - p / Pa ϑ / C rafikon (ld. mintaként a 2. ábrát); 2018.02.19. 25kl2018 5

- ln( / Pa) p T / rafikon, az illesztett eyenes meredeksée (6 értékes jeyre) 1 1 K és a meredeksé standard hibája (4 értékes jeyre), ld. mintaként a 3. ábrát; - párh értéke (kj/mol eysében) a hibahatárokkal, a hibahatárok számítása a mellékelt minta alapján. VI. A PÁROLGÁSHŐ ÉS A HIBAHATÁROK SZÁMÍTÁSA (MINTA-ÉRTÉKELÉS) Az illesztett eyenes paramétereit az ORIGIN meadja ey külön statisztikai ablakban, melyről az illesztés adatait másoljuk be az ln( / Pa) p 1 1 / K T rafikonba (mintaként ld. a 2. ábrát)! Esetünkben: a meredeksé, m = 3425,44937 K, a meredeksé standard hibája, Se = 16,32372 K. A meredeksé a mebízhatósái (konfidencia-) intervallummal a következő: m ± t S = ( 3425,44937 ± 3,182 16,32372) = ( 3425,44937 51,94208) K α e ± (A statisztikus biztonsának a 95%-ot választjuk, íy α = 5%, n = 5 adatpont esetén f = n 2 = 3, íy t α = 3, 182.) f A pároláshő számítása a (4.) eyenletnek mefelelően: pár H m = innen: pár H = R m R H = R m = 8,3143 ( 3425,44937 ± 51,94208) = ( 28480,21370 431,86204 ) J/mol pár ± Az eredmény véső meadása: H = (28480± 430) J/mol = ( 28,48 0,43) kj/mol pár ± VII. MINTAGRAFIKONOK A 25. MÉRÉS KIÉRTÉKELÉSÉHEZ Dietil-éter õznyomása a hõmérséklet füvényében 60000 50000 40000 p/pa 30000 20000 10000-20 -10 0 10 20 2. ábra υ / o C 2018.02.19. 25kl2018 6

A õznyomás loaritmusa a hõmérséklet reciproka füvényében 11,0 10,5 ln (p/pa) 10,0 9,5 9,0 Linear Reression for Data3diit_lnP.Pa: Y = A + B * X Parameter Value Error ------------------------------------------------------------ A 22.65861 0.05951 B -3425.44937 16.32372 ------------------------------------------------------------ R SD N P ------------------------------------------------------------ -0.99997 0.00732 5 <0.0001 ------------------------------------------------------------ 0,0034 0,0035 0,0036 0,0037 0,0038 0,0039 0,0040 3. ábra T -1 /K -1 2018-02-08 Bencze László 2018.02.19. 25kl2018 7

1. melléklet Piezoelektromos effektus: A kristályos anyaban mechanikai feszültsé által keltett elektromos feszültsé. A 4. ábrán látható módon az x-tenely irányú mechanikai deformáció hatására az eyébként elektromosan semlees kvarckristályban töltésszétválás történik. 4. ábra A kvarc kristály piezoelektromos effektusa a (helix modell, A. Meissner [1] után) [2] Piezorezisztív effektus: A piezorezisztív effektus esetén mechanikai feszültsé hatására töltésszétválás nem történik, de meváltozik az anya ellenállása. A szilícium eykristály jó nyomás-átalakító deformálhatósáa ideális, tökéletesen elasztikus. A nyomásérzékelő membránt kémiai maratással (pl. KOH, N2H4 H2O) és adalékolással (pl. bór) készítik. A pl. 7x7 mm-es lapkán kialakított szenzor vastasáa 5 50 µm, a mérendő nyomástól füően. A lapka vastasáa ideálisan körülbelül 100-szorosa a diaframa vastasáának. 5. ábra Maratott szilíciumlapka 6. ábra Diaframa deformációja nyomáskülönbsé hatására 2018.02.19. 25kl2018 8

A diaframa elhajlása a nyomásviszonyoktól fü. A 6. ábrán a P2 referencianyomás eyenlő valamekkora vákuummal. Ekkor a készülék abszolút nyomást mér, elnevezése: barométer. A 6.b ábrán a referencia P2 pl. a külső lényomás. Ilyenkor a készülék neve: differenciál nyomásmérő, - ilyen a mi nyomásdetektorunk a mérésnél. A piezorezisztív működést ionimplantálással alakítják ki, és az íy keletkező félvezető ellenállások orientációját úy alakítják ki, hoy a mefelelő kristálytani iránnyal párhuzamos ill. merőlees leyen arra. Például ey körlemez alakú diaframán az orientáció radiális és tanenciális lehet. Az ellenállások naysáa közel azonos mértékben nő, illetve csökken a nyomás alkalmazásakor az orientációtól füően. Az ellenállásokat (2-2 radiális, illetve tanenciális) yakran Wheatstone-hídba kapcsolják, ami nayon pontos ellenállás-mérést tesz lehetővé feszültsémérésen keresztül. A kimenő jel uyan feszültsé, de a műszert ismert nyomásértékekkel kalibrálják, és a készülék közvetlenül nyomásértékeket jelez ki. [1] Meissner A (1927) Über piezoelectrische Krystalle bei Hochfrequenz., Z Tech Phys 8:74. [2] Jacob Fraden, Handbook of Modern Sensors, 4th Edition, Spriner Science+Business Media, LLC 2010. 2018.02.19. 25kl2018 9

2. melléklet a Folyadék őznyomásának mehatározása a hőmérséklet füvényében eyszerű sztatikus eljárással, a pároláshő kiszámítása című méréshez A hallató(k) neve(i):_kovács János, Szabó Mária Lényomás: 1010,0 hpa Dátum: 2018.02.05. υ / C p / kpa υ / C p / kpa υ / C p / kpa 23,7-24,3-5,0-81,2 23,4-30,7-5,1-81,4 23,0-34,2-5,2-81,5 22,7-36,4-5,2-81,6 22,1-37,7-5,3-81,6 utolsó szívás -5,3-81,7 22,1-37,7-5,4-81,7 22,1-37,7-5,4-81,7 22,0-37,7-5,4-81,7 22,0-37,8-19,2-88,7 22,0-37,8-19,3-89,0 21,9-37,8-19,2-90,0 21,9-37,8-19,1-90,6 21,9-37,8-19,1-90,7 11,6-59,5-18,9-90,7 11,3-59,9-19,1-90,7 11,2-60,2 11,1-60,3 11,0-60,5 10,8-60,8 10,7-60,9 10,7-60,9 10,7-60,9 p az elektronikus nyomásmérőről leolvasott adat. A piros adatok nem leolvasott adatok, hanem véleesnek, eyensúlyinak tekinthető adatok. Látható, hoy NEM ÁTLAGOLUNK monoton változást, hanem e helyett az eyensúlyi adatokat választjuk ki. Matematikaila eyébként sem helyes a nem lineáris p(t) füvényben ey szélesebb tartomány p- és T- adatait átlaolni, mert a ( p, T ) pont nincs rajta a füvényen. Nayon kis intervallumokban persze a füvény közelíthető lineáris füvényként, íy nayon kicsi inadozásokat lehet átlaolni. Ott, ahol a hőmérséklet nem eyenletes az elételen keverés vay a keverés hiánya miatt, ott a lealacsonyabb hőmérséklet határozza me az eyensúlyi őznyomást, de a hőmérő nem biztos, hoy ezen a helyen van elhelyezve! E probléma ellen a lejobb eljárás a folyamatos keverés! 2018.02.19. 25kl2018 10