饱和蒸汽压力和温度关系实验.doc

实 验 报 告 评分

13系 07级 第二大组 实验室力一楼 日期2010-03-23
姓名 钟伟PB07013076

实验题目：饱和蒸汽压力和温度关系实验
实验目的：通过观察饱和蒸汽压力和温度变化的关系，加深对饱和状态的理解，从而建立液体温度达到对应液面压力的饱和温度时，沸腾便会发生的基本概念。通过对实验数据的整理，掌握饱和蒸汽p-t关系图表的编制方法，观察小容积的泡态沸腾现象。
实验原理：
考察水在定压下加热时水的状态的变化过程。随着热量的加入，水的温度不断升高。当温度上升到某温度值t时水开始沸腾。此沸腾温度称为该压力下的饱和温度。同样，此时的压力称为饱和压力。继续加热，水中不断产生水蒸汽，随着加热过程的进行，水蒸汽不断增加，直至全部变为蒸汽，而达到干饱和蒸汽状态。对干饱和蒸汽继续加热，由蒸汽的温度由饱和温度逐渐升高。水在汽化过程中，呈现出五种状态，即未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽。在汽化阶段，处于汽液两相平衡共存的状态，它的特点是定温定压，即一定的压力对应着一定的饱和温度，或一定的温度对应着一定的饱和压力。
实验步骤：
熟悉实验装置的工作原理、性能和使用方法。
1. 将调压器指针置于零位，然后接通电源。
2. 将电接点压力表的上限压力指针拨到稍高于最高试验压力（如：0.7MPa）的位置。
3. 将调压器输出电压调至170V，待蒸汽压力升至接近于第一个待测定
的压力值时，将电压降至20-50V左右（参考值）。由于热惯性，压力将会继续上升，待工况稳定（压力和温度基本保持不变）时，记录下蒸汽的压力和温度。重复上述实验，在0~0.6Pa（表压）范围内，取5个压力值，顺序分别进行测试。实验点应尽可能分布均匀。
4. 实验完毕后，将调压器指针旋回零位，并断开电源。记录实验环境的温度和大气压力B。
注意事项：本装置允许使用压力为0.8MPa（表压），不可超压操作。
实验处理：
数据记录

序 号
饱和压力 [MPa]
饱和温度 [℃]
误 差
参考压力值
压力表读值
绝对压力
温度计读数值
标准值t

1
0.2
0.184
0.285
134
132.33
-1.67
-1.26%
2
0.3
0.290
0.391
141
142.98
1.98
1.38%
3
0.4
0.390
0.491
149
151.13
2.13
1.41%
4
0.5
0.490
0.591
157
158.23
1.23
0.78%
5
0.6
0.598
0.699
163
164.37
1.37
0.83%
绘制 p - t 关系曲线，并将实验结果在p - t坐标系中标出如下：

将实验点绘制在双对数坐标中，实验曲线将基本呈一直线，

所以饱和水蒸汽压力和温度的关系可近似整理成下列经验公式：

注意事项：
1、电接点压力表的上限压力指针须拨到稍高于最高试验压力；
2、调压器的输出加热电压不宜过高过低，150~200V为宜。
思考问题：
1． 调节调压器时应注意什么问题？
答：调节调压器应注意不要太高也不要太低，太高会使温升过快不利
于装置保护和实验观察，而太低又会使加热时间过长影响实验效率。
2． 把实验结果与标准值做比较，并分析造成误差的原因
答：如实验数据表所示，在各试验压力下饱和温度实验值与标准值存在1%左右相对误差。可能由以下因素造成：
①　 压力计排气不充分造成部分空气残余，则读出的压力数据偏大；
②　 当实验压力达到设定值时，没有获得温度完全稳定的读数；
③　 实验用水含有一定杂质影响了水的常压沸点，致使测得的蒸汽压力偏差。