物理化学实验(压力).pptx

二、压力的测量与控制（一）压力的测量1. 压力的定义和习惯表示 压力和温度一样是系统的状态参数，与许多物化性质相关。物化实验中，会涉及到高压、常压和真空系统。不同压力系统有着不同的测量方法和技术。◆定义： 压力即物理中的压强，具有压强的量纲。其量纲有如下表示方式：1) 帕斯卡(帕) — Pa；1 Pa = 1 N?m-2 = 105 达因/平方厘米2) 标准大气压— atm ；1atm = 101.325 kPa 二、压力的测量与控制3) 毫米汞柱(乇)：mmHg (Torr)； 1mmHg = 1 Torr = 1.333?10 2 Pa4) 巴 ：bar (B)；1B = 105 Pa，1mB = 0.1 kPa5)毫米水柱：1 mmH2O = 9.806 Pa (4℃ )◆习惯表示：1) 绝对压力： p，实际压力，总压力2) 相对压力： p = p – po，与大气压力po相比较的压力3) 正压力： p po4) 负压力： p po，又称真空，其绝对值称为真空度5) 差压力： p1 – p2，任意压力p1和p2比较的差值 二、压力的测量与控制2. 压力测量仪器（1）气压表● 福庭（Fortin）式气压计 首先调节零点，即旋转调节螺钉10，使象牙针尖6恰好与储汞槽9内的汞液面接触；然后转动升降游标尺螺钮4直到游标尺2的下缘恰好与汞柱的凸弯月面相切，即可从标尺3与游标尺2上读取读数。 由于黄铜标尺的长度和汞的密度都随温度而变，且重力加速度与地球纬度有关，所以必须对读数进行校正。抽空的玻璃气压计管 2. 读数游标尺 3. 标尺4. 升降游标尺螺钮5. 黄铜管 6. 象牙针尖7. 玻璃窗8. 下有羚羊皮袋9. 储汞槽 10.调节螺钉11.通气孔 12.温度计 二、压力的测量与控制 pt — 气压计读数； p0 — 0℃气压值； α—汞的平均膨胀系数 α = (181792+0.175 t+0.035116 t2)×10-9/℃-1 β—黄铜标尺的线膨胀系数 β = 18.4×10-6/℃-1※ 重力加速度校正：设测量地点的纬度θ，海拔高度为H，则： 纬度校正为：△θ = －2.66×10-3×p0 ×cos2θ 海拔高度校正为：△H = －3.14×10-7×H×p0 ※ 温度校正： 二、压力的测量与控制※仪器误差校正：由于仪器本身构造不够精密(按制造 厂所附的仪器误差卡上的校正值进行校正)，或长期 使用后水银柱上部的真空度降低等因素所导致的误差 (一般采用标准气压计进行校正)，记为：△k 。校正后的真实大气压为：p = pt +△t +△θ +△H+△k要注意上式 中各校正值的符号：实验室温大于0℃，△t 0，室温小于0℃，△t 0；实验地点纬度小于45○，△θ 0，大于45○时，△θ0；实验室高于海平面，△H 0，实验室一般在海平面之上△k的附号由制造厂所附的仪器误差卡上的校正值给定。 二、压力的测量与控制 [例] 在上海地区测定大气压，其纬度约为北纬31.15○，海拔高度约为25m，实验室温25℃，气压计读数101311Pa，仪器误差△k=13Pa，求实际大气压值。解：△t = －1.63×10－4×25×101311=－413Pa△θ = －2.66×10－3×101311×cos(2×31.15○) = －125Pa△H=－3.14×10－7×25×101311≈ －0.795Pa所以：p = 101311－413－125－0.795 + 13 = 100785.205Pa（2）压力计 一般用于直接测量体系的内外压差，或体系内部的绝对压力与外界大气压力差。 二、压力的测量与控制●固定槽式气压计 结构与福庭式气压计类似，区别在于不要调节针尖。读数单位为mB。● 空盒气压计 由多个空盒组成，在大气压力影响下，可产生轴向移动，从而带动指针运动。气盒受压，指针顺时针运动，反之，逆时针运动。范围：600mmHg – 800mmHg ；温度：-10 oC – 40 oC ；最小分度： 0.5 mmHg，误差 小于等于 1.5 mmHg。特点：体积小，重量轻，不要固定，要水平放置，精度差。 二、压力的测量与控制（2）压力计★液柱压力计： 使用机动灵活，但不能用于压力较大的实验，一般小于1.3~1.5个大气压。a 和 c为双管液柱压力计；b和d为单管液柱压力计。 二、压力的测量与控制★弹