20. ZÁVISLOSŤ TEPLOTY VARU OD TLAKU

Fyzikálny princíp:
Keď zvyšujeme tlak na povrch kvapaliny, zvyšuje sa tep­lota varu kvapaliny, znižovaním tlaku sa teplota varu znižuje.

Cieľ:
Ukázať zmenu teploty varu pri zvýšení tlaku na povrch vody.

Pomôcky:
hrubostenná nádoba z varného skla (500 ml), sklenená rúrka, vysoký sklenený valec (50cm), gumená zátka, sklenené guličky, plynový horák, stojan s azbestovou sieťkou, voda, pravítko, rukavica, barometer, teplotná sonda, mikro­počítač s prevodníkom a meracím panelom, program IP COACH

Príprava:
Teplotnú sondu pripojíme k meraciemu panelu na kanál 1, ktorý okalibrujeme na meranie teploty. Barometrom zistíme hodnotu atmosferického tlaku. Zostavíme aparatúru podľa obr. 1. Nádobu naplnenú 200 ml vody a upevnenú v stojane necháme otvorenú. Zátku, v ktorej je vzduchotesne upevnená teplotná sonda a sklenená rúrka, odložíme na stôl. Vysoký sklenený valec naplníme vodou. Stojan a plynový horák umiestnime na kraj stola, aby sme mohli voľne manipulovať s valcom mimo stola.

Realizácia:
Po zabezpečení pomalého varu vody nádobu uzavrieme zátkou tak, aby sonda bola umiestnená tesne nad povrchom vody. Zátku poriadne zatlačíme, spustíme meranie a sklenený valec dvíhame tak, aby sa sklenená rúrka postupne ponorila ku dnu, čím zabezpečíme zvýšenie tlaku (nad hodnotu atmosferického tlaku) na povrch vody. Všimneme si priebeh teploty na monitore a zároveň pozorujeme správanie sa vody. Keď začne unikať vzduch zo sklenenej rúrky, pravítkom odmeriame výšku stĺpca vody od konca sklenenej rúrky až po povrch hladiny vody vo valci, aby sme mohli určiť tlak, pri ktorom práve voda vrie (p=p_a+p_h). Po ustálení teploty spustíme sklenený valec o 15cm nižšie, čím znížime výšku vodného stĺpca a zároveň aj tlak v nádobe. Po ustálení teploty to zopakujeme, až nakoniec zostane sklenená rúrka neponorená, vtedy bude voda vrieť pri atmosferickom tlaku.

Spracovanie:
V programe Spracovanie upravíme v grafe A nastavenie minimálnej a maximálnej hodnoty teploty a prezrieme si bod varu vody, pri konkrétnych tlakoch, ktoré si vypočítame. Na vyhladenie jemných oscilácií teploty môžeme využiť voľbu Filter v ponuke SPRACOVAŤ. Príklad priebehu teploty pri vare vody, keď tlak na jej povrch je vyšší ako atmosferický a pri atmosferickom tlaku je na obr. 2.