Испарение жидкостей разной плотности

Государственное общеобразовательное учреждение
гимназия №498
Испарение жидкостей
разной плотности
Автор: Абдуназаров Аброр Комилжон угли
Учащийся 9 класса, ГОУ Гимназии №498
Невского района, г. Санкт-Петербурга
Тел.446-18-57
Адрес: Искровский пр. д.30 кв.261
E-mail: abror498@mail.ru
Тел: 8-951-661-33-76
Соавторы: Чумаков Даниил
Учащийся 9 класса, ГОУ Гимназии №498;
Руководитель: Терешкова Татьяна Ивановна
Учитель физики
высшей квалификационной категории
ГОУ Гимназии №498, Невского района
Тел. 441-06-12
Санкт-Петербург
2011
Оглавление
Введение .........................................................................................................................................3
Литературный обзор ......................................................................................................................4
Физические свойства жидкостей .............................................................................................4
Вода .........................................................................................................................................4
Спирт ......................................................................................................................................5
Глицерин.................................................................................................................................5
Подсолнечное масло..............................................................................................................5
Тема: «Испарение жидкостей разной плотности» .....................................................................6
Цель .............................................................................................................................................6
Приборы и материалы ...............................................................................................................6
Ход работы: ................................................................................................................................6
Опыт 1. ....................................................................................................................................7
Испарение жидкостей при комнатной температуре. .........................................................7
Опыт2. .....................................................................................................................................9
Испарение жидкости при увеличении ее температуры. ....................................................9
Опыт3. .....................................................................................................................................9
Испарение жидкости перемещением воздушных масс. ....................................................9
Заключение...................................................................................................................................10
Список литературы ......................................................................................................................11
2
Введение
Жидкость - одно из агрегатных состояний веществ. Основным свойством жидкости является
способность неограниченно менять форму.
Молекулы жидкости не имеют определенного положения, но в тоже время им недоступна
полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное,
чтобы удержать их на близком расстоянии.
Вещество в жидком состоянии существует в определенном интервале температур, ниже
которого переходит в твердое состояние, выше – в газообразное (происходит испарение).
Испарение- это процесс, при котором с поверхности жидкости или твердого тела вылетают
частицы (молекулы, атомы), кинетическая энергия которых превышает потенциальную
энергию их связи с остальными частицами вещества. Испарение жидкости происходит при
любой температуре и с любой площади поверхности, зависящего от рода вещества. Разные
вещества имеют разные плотности. Зависит ли испарение жидкости от плотности? Получив
ответ на данный вопрос, он поможет неосведомленным людям правильно хранить жидкости
и грамотно применять их в жизни.
3
Литературный обзор
Физические свойства жидкостей
В твёрдом теле молекулы длительно сохраняют взаимное расположение, совершая лишь
небольшие колебания около определённых положений равновесия.
Газ является собранием молекул, беспорядочно движущихся по всем направлениям независимо
друг от друга.
Движение молекул жидкости представляет собой нечто вроде смеси движений в твердом теле и
газе. Поэтому для жидкостей характерны такие физические свойства, как

текучесть

сохранение объема

вязкость

образование свободной поверхности и поверхностное натяжение

смачивание

смешиваемость

диффузия

перегрев и переохлаждение

испарение и конденсация
Вода
Физические свойства
Внешний вид: прозрачная жидкость, не имеющая цвета и запаха.
Формула: Н2О
Молярная масса (М) – 18,01528 г/моль
Температура плавления (t кр) – 0оС
Температура кипения (tкип) – 100оС
Удельная теплота парообразования (L) – 2,3·106 Дж/кг
Плотность (ρ) – 0,9982 г/см3
Поверхностное натяжение (σ) – 72,86·10-3 Н/м
Удельная теплоемкость (с) – 4200 Дж/кг·оС
Химическое свойство
Является хорошим растворителем полярных веществ
4
Спирт
Физические свойства
Внешний вид: в обычных условиях представляет собой бесцветную легочную жидкость с
характерным запахом.
Формула: С2Н5ОН
Молярная масса (М) – 46,069 г/моль
Температура плавления (t кр) – 114,15оС
Температура кипения (tкип) – 78,15оС
Удельная теплота парообразования (L) – 0,9·106 Дж/кг
Плотность (ρ) – 0,7893 г/см3
Поверхностное натяжение (σ) – 22,03·10-3 Н/м
Удельная теплоемкость (с) –2500 Дж/кг·оС
Химическое свойство
Взаимодействует со щелочными металлами с образованием этилатов.
Глицерин
Физические свойства
Внешний вид: вязкая прозрачная бесцветная жидкость.
Формула: С3Н5(ОН)3
Молярная масса (М) – 91,2 г/моль
Температура плавления (t кр) –18оС
Температура кипения (tкип) – 290оС
Плотность (ρ) – 1,260 г/см3
Поверхностное натяжение (σ) – 59,·10-3 Н/м
Удельная теплоемкость (с) –2430 Дж/кг·оС
Химическое свойство
Взаимодействует с водой и кислотами. Простейший представитель трехатомных спиртов.
Подсолнечное масло
Физические свойства
Внешний вид: имеет окраску светло-желтого цвета, характерный вкус и запах.
Температура кипения (tкип) – 150оС-200оС
Плотность (ρ) – 0,980 г/см3
Удельная теплоемкость (с) –2000 Дж/кг·оС
Химическое свойство
Растворяется в бензине, ацетоне и подобным им веществам, не растворяется в воде.
5
Тема: «Испарение жидкостей разной плотности»
Цель
Выявление зависимости испарения жидкостей от плотности.
Приборы и материалы
Лабораторные весы, мензурка (4 шт), часы, лист бумаги (А4), бумажный веер, комнатный
термометр, штатив (3 шт), пробирка (3 шт), сухой спирт, спички, вода, подсолнечное
масло, глицерин, этиловый спирт.
Ход работы:
1. Определение плотности веществ: воды, подсолнечного масла, спирта, глицерина.

Измерили массу стакана на лабораторных весах m = 31,20 г

Во взвешенный стакан налили подсолнечное масло объемом 50 см3

Взвесили стакан с подсолнечным маслом и определили массу подсолнечного масла
m = 44,85 г

Т.о. определили массу воды, спирта и глицерина mв=52,50 г, mспр= 64,20 г,
mгл=49,00 г

По формуле ρ=m/v рассчитали плотность веществ ρв= 1,05 г/см3, ρмасла= 0,897 г/см3,
ρспир= 0,825 г/см3, ρгл= 1,27 г/см3
2. Сравнили полученные данные плотностей веществ с табличными.
Табл.1 «Плотности жидкостей»
Полученные данные г/см3 Табличные значения г/см3
Подсолнечное масло
0,897
0,930
Глицерин
1,270
1,260
Этиловый спирт
0,825
0,800
Вода
1,050
1,000
Полученные данные незначительно отличаются от табличных значений плотностей
данных веществ.
6
Опыт 1.
Испарение жидкостей при комнатной температуре.
Воду, спирт, глицерин и подсолнечное масло налили в мензурки равного объёма. В
течение 36 дней велось наблюдение за содержимым в мензурках. Наблюдения показали,
что спирт и вода испарились полностью, а глицерин и подсолнечное масло сохранили
свой объем. Наблюдения занесены в таблицу.
Рис.1
Табл.2”Объем оставшейся жидкости (см3).”
Дата
Вода
Спирт
Глицерин
Подсолнечное масло
27.01.10
40
40
40
40
03.02.10
34
32
40
40
08.02.10
24
24
40
40
24.02.10
8
17
40
40
27.02.10
0
3
40
40
03.03.10
0
0
40
40
7
Рис.2
Табл.3”Объем испарившейся жидкости (см3)”
Дата
Вода
Спирт
Глицерин
Подсолнечное масло
27.01.10
0
0
0
0
03.02.10
6
8
0
0
08.02.10
16
16
0
0
24.02.10
32
23
0
0
27.02.10
40
37
0
0
03.03.10
-
40
0
0
Гр.1
объём испарившейся жидкости (cм в кубе)
45
40
35
30
спирт
20
масло
глицерин
15
10
5
02.03.2010
28.02.2010
26.02.2010
24.02.2010
22.02.2010
20.02.2010
18.02.2010
16.02.2010
14.02.2010
12.02.2010
10.02.2010
08.02.2010
06.02.2010
04.02.2010
02.02.2010
31.01.2010
29.01.2010
0
27.01.2010
V
вода
25
дата
8
Опыт2.
Испарение жидкости при увеличении ее температуры.
Пробирки, наполненные жидкостями (водой, глицерином, подсолнечным маслом) равного
объема закрепили на штативе и стали нагревать пламенем спиртовки. За 18 минут
продолжительности эксперимента вода испарилась полностью, объем глицерина незначительно
уменьшился, а объем масла увеличился. Жидкий спирт нагревать не рекомендуется, так как он
легко воспламеняем.
Опыт3.
Испарение жидкости перемещением воздушных масс.
Для проведения данного опыта можно воспользоваться листом бумаги формата А4, бумажным
веером или маленьким электрическим вентилятором.
Лист бумаги, смоченный по углам жидкостями глицерина, спирта, воды и подсолнечного масла
закрепили на стене. Электрический вентилятор разместили напротив и по центру данного
листа. Через некоторое время угол листа, смоченный спиртом, стал сухим, водой – слегка
влажным, а глицерином и подсолнечным маслом – без изменений.
Рис.3
9
Заключение
Проделанные опыты позволяют сделать вывод о том, что испарение жидкостей зависит от рода
вещества, но не зависит от плотности. Также данное исследование помогло обобщить причины
испарения жидкостей:
•
Различное молекулярное строение веществ
•
Различные молярные массы веществ
Вода – 18,0153 г/Моль
Спирт – 46,069 г/Моль
Глицерин – 91,2 г/Моль
•
Различные силы взаимного притяжения между молекулами
10
Список литературы
1.
Учебник физики 8 класса А.В.Перышкин
Издательство «Дрофа» 2008 год
2.
Справочник физических величин А. В. Бологов, И.В.Кожухов, Г. Я. Рябинин
Издательство «Союз» 2001 год
3.
Физика 10 класс Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский
Издательство «Просвещение» 2009год
4.
Химия (пособие для школьников и абитуриентов)В. Н. Шахович
Издательство «Современное слово» 2001 год
5.
Химия 10 класс О. С. Габриелян
Издательство « Дрофа» 2009 год
6.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Вода
04.04.10
11