تئوري آزمايش نقطه جوش
انتهای لوله موئین را به کمک شعله مسدود کنید و به طول يك سانتیمتر بشكنيد و از طرف دهانه باز آن را دریک لوله از مايش خشك و تمیز از جنس شیشه نازک به قطر 7 – 5 میلی متر وارد کنید.
داخل لوله از مايش مایعی را که میخواهید نقطه جوش بگیرید انقدر بریزید که لوله موئین را بپوشاند .
لوله از مايش را با کمک سیم یا لاستيك به ترمومتر متصل کنید به طوری که مخزن ترمومتر در کنار مایع داخل لوله از مايش باشد.
ترمومتر را به کمک گیره و پایه طوری متصل نمایید که مخزن ترمومتر و مایع داخل لوله از مايش داخل حمام قرار گیرد.
سپس حمام را به آرامی و با شعله متوسط گرم نمایید تا حباب های پیوسته از لوله موئین خارج شود در این هنگام حرارت را قطع نمایید تا حمام سرد شود .خروج حباب از لوله موئین به تدریج کم خواهد شد تا زمانی که دیگر حبابی خارج نمی شود و مایع وارد لوله موئین میشود و داخل لوله موئین بالا میرود .
زمانی که حباب ها قطع میشود فورا دمای ترمومتر را خوانده که دمای جوش مایع می باشد .
برای کاهش خطا در از مايش فوق میتوان پس از خواندن دمای جوش مایع حمام را مجددا گرم نمود تا حباب های پیوسته از لوله موئین خارج شود و سپس حرارت را قطع کرده و هنگامی که خروج حباب ها پایان یافت دمای جوش را مجدد خواند.
فشار بخار
مولكولهاي يك مايع داراي انرژي جنبشي هستند و انرژي جنبشي مولكول معيني از يك مايع ضمن برخورد با ساير مولكولها دائما تغيير ميکند. در يك لحظه معين تعدادي از مولكولها داراي انرژي نسبتا زياد و تعدادي داراي انرژي نسبتا کمي هستند مولكولهايي که انرژي جنبشي آنها زياد است ميتوانند بر نيروي جاذبه ي ملكولها اطراف خود غلبه کرده و از سطح مايع فرار کرده و وارد فاز گاز ميشوند.
اگر مايع در حال تبخير در يك ظرف سر بستهاي محبوس باشد مولكولهاي بخار نميتوانند از نزديكي مايع دور شوند و تعدادي از مولكولهاي بخار به فاز مايع بر ميگردند سرانجام حالتي پيش ميآيد که در آن سرعت فرار مولكولها از فاز مايع به بخار (تبخير) و سرعت برگشت مولكول از فاز بخار به مايع (ميعان) برابر ميشود. فشار بخاري که در دماي معين با مايع خود در حال تعادل است، فشار بخار ناميده ميشود.
چگونگي جوشيدن يك مايع
وقتي که فشار بخار يك مايع با فشار جو برابر مي شود، مايع شروع به جوشيدن ميکند. در اين دما ، بخار حاصل در داخل مايع سبب ايجاد حباب و غليان خاص جوشش ميشود. تشكيل حباب در دماي پايينتر از نقطه جوش غير ممکن است، زيرا فشار جو بر سطح مايع که بيش از فشار داخل آن است، مانع از تشكيل حباب ميشود. دماي مايع در حال جوش تا هنگامي که تمام مايع بخار نشده است، ثابت ميماند در يك ظرف بدون درپوش حداکثر فشار بخاري که هر مايع ميتواند داشته باشد برابر با فشار جو ميباشد.
فشار بخار هر مايع تنها از روي دما معين ميشود. بنابراين اگر فشار بخار ثابت باشد دما نيز ثابت است. براي ثابت ماندن دماي يك مايع در حال جوش بايد به آن گرما داده شود. زيرا در فرايند جوش مولكولهاي با انرژي زياد از مايع خارج ميشوند. اگر سرعت افزايش گرما بيش از حداقل لازم براي ثابت نگهداشتن دماي مايع در حال جوش باشد، سرعت جوشش زياد ميشود ولي دماي مايع بالا نمي رود.
تاثير فشار بر نقطه جوش
نقطه جوش يك مايع با تغيير فشار خارجي تغيير ميکند. نقطه جوش نرمال يك مايع ، دمايي است که در آن فشار بخار مايع برابر با يك اتمسفر باشد. نقطه جوش داده شده در کتابهاي مرجع ، نقاط جوش نرمال ميباشند. نقطه جوش يك مايع را ميتوان از منحني فشار بخار آن بدست آورد و آن دمايي است که در آن فشار بخار مايع با فشار وارد بر سطح آن برابري ميکند.
نوسانات فشار جو در يك موقعيت جغرافيايي ، نقطه جوش آب را حداکثر تاCْ 2 تغيير ميدهد. ولي تغيير محل ممکن است باعث تغييرات بيشتر شود، متوسط فشاري که هواسنج در سطح دريا نشان ميدهد يك اتمسفر ، ولي در ارتفاعات بالاتر کمتر از اين مقدار است. مثلا در ارتفاع 5000 پايي از سطح دريا متوسط فشاري که فشار سنج نشان ميدهد atm 0.836است و نقطه جوش آب در اين فشارCْ 95.1 ميباشد.
شرح آزمايش
ابتدا لوله موئين كه يك طرف آن قرمز رنگ است را روي شعله گاز يا آتش گرفته آن را مسدود مي كنيم بعد به اندازه يك سانتي متر از اتانول پر كرده و آن را بر روي ترمومتر بوسيله يك كش بطوري كه ته هر دو يكي باشد ميزان كرده و بصورت مستقيم بر روي پايه قرار داده و داخل بشر كه درون آن آب قرار دارد دقيقا در وسط بشر آب و ترمومتر به ته بشر بر خورد نكند قرار مي دهيم و شعله زير آن را روشن كرده و بصورت كاملا دقيق به لوله موئين را مي نگريم تا وقتي كه حباب از لوله موئين به صورت ممتد بيرون آيد وقتي كه به اين مرحله رسيديم شعله را خاموش كرده و چند لحظه صبر مي كنيم تا بيرون آمدن حباب قطع شود و اتانول وارد لوله موئين شود و در اين موقع است كه دما را يادداشت كرده (دماي جوش اتانول 75 درجه سانتي گراد).
www.shimi2000.blogfa.com