[实用新型]教学用液体蒸汽压测量装置

说明书

本申请公开了一种教学用液体蒸汽压测量装置，该装置包括加液瓶、加热/制冷管、冷凝管、安全瓶、控温‑测温部件以及控压‑测压部件等。该装置的蒸汽压测定部件在可以拆解以便于教学演示的同时，气密性良好，维护成本低；该装置的数据测量收集部件为电子器件，采用集成式一体化设计，在防止实验溶剂对其泼溅损坏的同时，设定、操作方便，界面一目了然；该装置同时支持动态法、静态法操作，可通过简单的部件更换以实现两方法的转换，适合教学使用。

技术领域

本申请属于蒸汽压测量技术，特别是涉及一种教学用液体蒸汽压测量装置。

背景技术

在一定温度下，纯液体的液相分子会不断地向气相蒸发，同时气相的气体分子也不断冷凝成液体，这是一个动态的平衡，当纯液体和其气相达到平衡时，这时气相的压力将保持恒定，这压力就是液体在该温度下的饱和蒸气压。同样的如果压力保持恒定，当气液两相平衡时，温度也保持不变，这温度就是该压力下液体的沸点。在通常温度和压力不大时，液体的蒸气压和沸点之间的关系可用克劳修斯-克拉珀龙(Clausius-Clapeyron)方程表示：

式中：Δ_VapH_m为液体的摩尔气化焓，J/mol；T为两相平衡时的温度，K；p为两相平衡时气相的压力，即平衡温度时液体的饱和蒸气压，Pa；R为通用气体常数，8.314J·K^-1·mol^-1。如果温度变化范围不大，Δ_VapH_m可看成常量，积分上式得:

若以ln(p/[p])对1/T作图得一直线，则其斜率应为-Δ_VapH_m/R，则能求得液体的摩尔气化焓Δ_VapH_m。

测定蒸气压的方法有动态法、静态法、气体饱和法等。其中最常用的为动态法与静态法。

动态法是利用当液体的蒸气压与外压相等时沸腾的原理。故测定液体在不同外压时的沸点就可求出不同温度下的蒸气压。它的优点在于，对温度的控制要求不太高；对于沸点低于100℃的液体，如四氯化碳、丙酮、氯仿、乙酸乙酯、苯、乙醇等，亦可达到一定的精确度。

静态法是以等位计进行测定的，其准确性较高，即使蒸气压只有1333Pa(10mmHg)左右，以等位计的两臂液面等高来观察平衡亦较灵敏。被测液体所吸收或溶解的气体以及待测液体有更大挥发性的杂质，都能大部分被除去。但对较高温度下的蒸气压测定，由于温度难以控制而准确度较差。

已有的各类专业蒸汽压测量装置，多使用静态法作为其测量原理，其虽然功能完善、用途较为广泛，然而其造价大多过高、维护成本较高，不便于作为教学设备批量采购；且涉及测量原理的相关部件多被遮挡、不易拆卸，作为教学使用时无法使学生理解各部件的作用；加之此类装置使用的测量原理仅为静态法原理，限制了实验教学内容。

已有的教学用蒸汽压测量装置，仪器设计较为原始，虽能确保各部件易于观察以提高教学效果，但仪器设备精度较低，影响实验数据的精确性与精准度；且仪器设备在设计上存在一定缺陷，导致气密性较差，实验时的气密性检查等操作费时费力，且实验数据不稳定；同时，以静态法为原理的教学设备与以动态法为原理的教学设备由于其设计不同，无法通过较方便的部件更换实现互通。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本申请提供了一种可通过简便的部件更换以实现支持静态法与动态法原理的测量的教学用液体蒸汽压测量装置。