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文档简介

实验 气体扩散系数的测定和计算一、实验目的：1. 了解菲克第一定律；2. 求出液体表面蒸发气的气体扩散系数；3. 通过实验掌握用蒸发管法测定气体扩散系数。二、实验原理：挥发性液体之气体扩散系数可藉由Winklemanns method来检测，在有限内径的垂直毛细管中保持固定的温度和经过毛细管顶部的空气流量，可确定液体表面的分子扩散到气体中的蒸气分压。液体A气体B图 蒸发管法测定气体扩散系数已知质传速率： （1）式中：D = 扩散速率 (m2/s) CA= A物质于界面间的饱和浓度 (kmol/m3) L =质传有效距离(mm) CBm=蒸气的对数平均莫耳浓度 (kmol/m3) CT = 总莫耳浓度CA+CBm (kmol/m3)液体的蒸发速率： （2）式中：L = 液体密度 （3） at t=0 , L=L0 做积分 （4） (5) (6) 其中：M = 分子量、t = 时间 ，其中 Vol22.4 m3 (7) (8) (9) (10) (11)三、实验装置：本实验装置如下图所示，包括：玻璃温度计；T型管：横管为两端开口的普通玻璃管，用于气体流通；竖管为下端封口的毛细管，用于盛放丙酮溶液(丙酮为被测气体)，由于使用了毛细管，可以将被测气体的扩散视为一维的竖直扩散；温度传感器、恒温槽（透明压克力箱）、泄水阀；游标尺：实验中使用精度为0.1mm的游标卡尺，可以通过显微镜对毛细管内的液位进行测量；游标尺高度计支撑架、显微镜（由于游标卡尺刻度较密，且置于水浴箱中，要借助显微镜进行读数）；温度显示面板、heater 开关、电源线、air pump 开关、air pump (黑色压克力箱)、浮动开关、伸缩管。四、实验步骤 ：1. 丙酮部分注满于毛细管约35mm。2. 除去金属配件顶部螺帽，小心插入毛细管于橡胶环内直到平放于槽顶，缓慢的调整T型管并接上气管于一端，并调整显微镜焦距对准水槽约20-30 mm处。3. 对准垂直的T型管，直到显微镜可清楚看见管内变化情形。4. 调整光标尺于事先安排的刻度并校正无误。5. 打开水槽温度(设定在40)达恒温。6. 打开Air pump(经过T型管的空气流速须低流量，必要时可用气阀调节)。7. 记录管内高度。8. 每10分钟记录一次，纪录管内变化量。共记录七次。9. 改变温度(50)，重复此过程。五、注意事项 ：1. 实验前先确定仪器本体垂直地面。2. 实验毕，务必彻底清洗T型管。3. 为了防止丙酮沸腾所以温度设低于50度。六、结果整理：1. 在不同之温度下，根据实验数据绘出对 (L-Lo)作图。2. 试计算出DAB 的理论值与实际值。七、问题与讨论 1. 为何须将整个实验装置，置于一恒温、
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