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液体饱和蒸汽压与温度关系

液体饱和蒸汽压与温度关系
液体饱和蒸汽压与温度关系

液体饱和蒸汽压与温度关系

一、实验目的

1.学习动态法测定液体饱和蒸汽压与温度的关系。

2.使用克劳修斯-克拉佩龙关系式计算水的气化热。

3、掌握气压计、U型管压差计夫人使用的方法和蒸空泵的使用。

4、学习excel处理实验数据。

二、实验原理

在一定温度下与液体处于平衡状态时蒸气的压力称为该温度下的饱和蒸汽压。液体的蒸汽压是随着温度的改变而改变的,当温度升高时有更多的高动能的分子能够由液面逸出,因而蒸汽压增大。当蒸汽压与外界压力相等时,液体就沸腾。外压不同时液体的沸点也就不同,把1大气压时的沸腾温度定义为液体的正常沸点。

液体的饱和蒸汽压与温度的关系可用户克劳修斯-克拉佩龙方程式表示:

dInp/dT=—ΔH

汽/RT2

在温度较小的变化范围内,H

汽可视为常数,对上式积分得:

Inp=—ΔH

汽/RT+B

测定液体饱和蒸汽压的方法主要有:

饱和气流法、静态法、动态法。

本实验用动态法,利用当液体的蒸汽压与外压相等时液体沸腾的原理,测定液体在不同外压时的沸点就可求出不同温度下的蒸汽压。优点是对温度的控制要求不高,对于沸点低于100℃的液体,如四氯化碳、丙酮、氯仿等也可达到一定的精确度。饱和气流法不仅可测液体

三、仪器与试剂

1.仪器:

三颈烧瓶1个冷凝管1只水银温度计1只电热套(300-500W)1个真空泵及附件1套

2.试剂:

蒸馏水

四、主要实验步骤

1、准确读取实验时的大气压,实验结束的时候在读一次,取平均值。

2、先用洗液清洗三颈瓶,再用自来水冲洗,最后用蒸馏水洗两次。瓶内加约的蒸馏水,加入少许沸石。测温的温度计用纱布包裹,部分浸入水中。用橡皮筋将测环境温度的温度计绑在一起,但要能移动,作露茎校正。

3、系统检漏:

启动真空泵,系统减压53-63Kpa后,关闭真空泵,5分钟后系统压力不在发生变化,则属于正常。否则,检查各连接处是否漏气,可用少许真空酯涂在该处。

4、测定水在不同外压下沸腾的温度:

启动真空泵,让体系压力低于环境压力40-53KPa左右。加热,让水平稳的沸腾,调整测露茎的温度计水银球于测体系温度的温度计汞柱露出部分的中部。隔2-3分钟读数,两次读数基本没有变化时,记录t

观和t

环,同时记录压差计的读数。

降低体系与环境的压差3-4Kpa,同样测定。直到体系与环境无压差,测定不少于10次。

五、数据处理与结果讨论

1、实验前后平均气压和温度计算

P初=97.42KPaP终=97.70KPaP均=97.56 KPa

t初=17.80

C t终=18.70

C t均=18.30

C

2、水在不同大气压下沸腾的温度相关数据的记录与处理

表1

t环/0C

23.40

23.00

23.10

23.00

23.50

23.10

23.10

23.90

23.80

23.80t校/0C 83.80

86.58

88.12

89.76

91.20

92.70

94.08

95.30

96.95

98.09

99.22T /0C 356.95 359.73 361.27 362.91 364.35 365.85 367.23 368.45

371.24 372.371/T 0.0028

0.0028

0.0028

0.0028

0.0027

0.0027

0.0027

0.0027

0.0027

0.0027

0.0027ΔP /Kpa 41.33

35.10

31.22

27.06

23.30

19.26

15.64

6.83

3.46

0.15P /Kpa 56.2

62.5

66.3

70.5

74.3

78.3

81.9

86.1

90.7

94.1

97.4lnP

10.94

11.04 11.10 11.16 11.22 11.27

11.36

11.42

11.45

11.49根据表1数据作P-T图100.0

80.0压强

P60.0

40.0

20.0

0.0

345.350.355.360.365.370.375. 温度T

图1P-T

3、根据表1数据作lnP-1/T 图11.60

11.40

11.20y = -4752.1x+24.255

R^2 = 0.9996lnP11.00

10.80

10.60

0.00260.00270.00270.00280.00280.0029

1/T

图2lnP-1/T 图

根据图2可知:

⑴—ΔH

汽/R=—4752.1,所以ΔH

汽=4752.1*R,将R=8.314J/mol/k代入上式得:

ΔH

汽=39508.9J/mol=39.51KJ/mol

(2)y =—4752.1x + 24.255

标准大气压为105

pa,则y = lnp = 11.5129带入上式得x = 0.由于1/T= x,所以水的正常沸点T = 372.94K

4、相对误差

有相关资料可知T = 373.15K ΔvapH

汽= 40.70KJ.mol-1

则水的正沸点的相对误差:

(372.94—373.15)/373.15*100% =—0.056%

ΔvapH

汽的相对误差:

(39.51—40.70)/40.70*100% =—2.92%

七、思考题

1.所测量仪器的精确度是多少?估计最后汽化热的有效数字。

答:

所测量仪器的精确度是0.01,最后汽化热的有效数字两位。

2.正常沸点与沸腾温度有什么不同?

答:

当蒸汽压与外界压力相等时,液体就沸腾。外压不同时液体的沸点也就不同,把1大气压时的沸腾温度定义为液体的正常沸点。

3.如气压计读数为bar,压差计读数为mmHg,数据如何换算?

答:

根据1bar = 105

Pa 1mmHg = 133.322pa换算得1 bar = 750.064mmHg

4.本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压,为什么?

答:

可以,虽然溶剂和溶质的蒸气压

汽各不相同,但一种溶液只有一种综合的蒸气压,不同的溶液有不同的蒸气压

纯液体饱和蒸汽压的测量实验报告

基 础 化 学 实 验 实验一纯液体饱和蒸气压的测量

= ?+C R ,由斜率可求算液体的?H。 一、目的要求 1.明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯-克拉贝龙方程式。 2.用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技术。 3.学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。 二、实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时),纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压,简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化,温度升高时,蒸气压增大;温度降低时,蒸气压降低,这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时,液体便沸腾,此时的温度称为沸点,外压不同时,液体沸点将相应改变,当外压为1atm (101.325kPa)时,液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示为: d ln p?H vap d T RT2m 式中,R为摩尔气体常数;T为热力学温度;?H为在温度T时纯液体的 vap m 摩尔气化热。假定?H与温度无关,或因温度范围较小,?H可以近似 vap m vap m 作为常数,积分上式,得: ln p=-?H1 v ap m R T 其中C为积分常数。由此式可以看出,以ln p对1/T作图,应为一直线,直 线的斜率为-? v ap H m vap m 三、仪器、试剂 蒸气压测定装置1套循环式真空泵1台 精密数字压力计1台数字控温仪1只 无水乙醇(分析纯) 四、实验步骤 1.读取室内大气压 2.安装仪器:将待测液体(本实验是无水乙醇)装入平衡管,之后将平衡管安装固定。 3.抽真空、系统检漏 4排气体:先设定温度为20℃,之后将进气阀打开,调压阀关闭,稳定后,

蒸汽温度与压力的关系

33 第4章 饱和蒸汽压力和温度关系实验 水蒸汽是人类在热机中应用最早的工质。虽然以后也应用燃气和其它工质,由于水蒸汽具有易于获得、有适宜的热力参数和不会污染环境等优点,至今仍是工业上广泛应用的的主要工质。他的物理性质较理想气体复杂的多,不能用简单的数学式来表达。本实验通过研究饱和蒸汽的压力与温度的关系加深对水蒸汽饱和状态的理解。 各种物质由液态转变为汽态的过程为汽化。 4.1实验目的 (1)通过观察饱和蒸汽压力和温度的关系,加深对饱和状态的理解。 (2)通过试验数据的整理,掌握饱和蒸汽P-T 关系图表的编制方法。 (3)学会温度计、压力表、调压器和大气压力计等仪表的使用方法。 4.2 实验装置 蒸汽发生器、压力表、温度计、可控数显温度仪和电流表等,如图4.1。 图4.1 饱和蒸汽温度、压力关系实验装置 1-压力表;2-排气阀;3-缓冲器;4-可视玻璃及蒸汽发生器;5-电源开关;6-电功率调节器;7-温度计;8-可控数显温度仪;9-电流表

34 4.3 实验方法与步骤 (1)熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能。 (2)将电功率调节器调节至电流表零位,然后接通电源。 (3)调节电功率调节器并缓慢逐渐加大电流,待蒸汽压力升至一定值时,将电流降低0.2安培左右保温,待工况稳定后迅速记录下水蒸气的压力和温度。重复上述实验,在0~1.0MPa(表压)范围内实验不少于6次,且实验点应尽量分布均匀。 (4)实验完毕后,将调压指针旋回零位,并断开电源。 (6)记录室温和大气压力。 4.4 数据记录和整理 (1)数据记录和计算 实验 次数 饱和压力(MPa ) 饱和温度(℃) 误差 备注 压力表读数P ' 大气压力B 绝对压力B P P +'= 温度 计读 数t ' 理论值t t t t ' -=?(℃) %100??t t (%) 1 2 3 4 5 6 (2)绘制P-t 关系曲线 将实验结果点在坐标上,清除偏离点,绘制曲线。 图4.2 饱和水蒸汽压力和温度的关系式

纯液体饱和蒸气压的测定

物理化学实验--纯液体饱和蒸汽压的测定 化学化工学院 07应化1W 宋强

Ⅰ目的要求 一.明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系——克劳修斯—克拉贝龙方程式 二.用等压记测定不同温度下环已烷(或正已烷)的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技术 三.学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点Ⅱ基本原理 在一定温度下,与纯液体处于平衡态时的蒸气压力,称为该温度下的饱和蒸气压。这里的平衡状态是指动态平衡。在某一温度下,被测液体处于密闭真空容器中,液体分子中表面逃逸成蒸气,同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相,当两者的速率相等时,就达到了动态平衡,此时气相中的蒸气密度不再改变,因而具有一定的饱和蒸气压。 纯液体的蒸气压是随温度变化而变化的,它们之间的关系可用克劳修斯—克拉贝龙方(Clausius—Clapeyron)方程来表示: dLnp*/dT=△v H m/RT2 (3—1) 式中p*为纯液体温度T时的饱和蒸气压;T为热力学温度;△v H m为液体摩尔气化热;R为气体常数。如果温度变化的范围不大,△v H m视为常数,可当作平均摩尔气化热。将(3—1)式积分得: Lnp*=-△v H m/RT + c (3—2) 式中c为积分常数,此数与压力p*有关。 由(3—2)式可知,在一定温度范围内,测定不同温度下的饱和蒸气压,以Lnp*对1/T作图,可得一条直线。由该直线的斜率可求得实验范围内液体的平均摩尔

气化热。当外压为101.325Kpa时,液体的蒸气压与外压相等时的温度称为该液体的正常沸点。从图中也可求得其正常沸点。 测定饱和蒸气压常用的方法有动态法、静态法、和饱和气流法等。本实验采用静态法,既被测物质放在一个密闭的体系中,在不同温度下直接测量其饱和蒸气压,在不同外压下测量相应的沸点。此法适用于蒸气压比较大的液体。 Ⅲ仪器试剂 蒸气压测定装置1套真空泵1台 数字式气压计1台电加热器1只 温度计2支数字式真空及计1台 磁力搅拌器1台异丙醇(分析纯,沸点82.5℃) 一、仪器装置如图所示: 所有借口必须严密封闭。平衡管由三根相连通的玻璃管a,b和c组成,a管中存储被测液体,b和c中也有液体在底部相连。当a、c管的上部纯粹是待测液体的蒸气,b与c管中的液面在同一水平时,则表示在c管液面上的蒸气压与加在b 管液面上的外压相等,此时液体的温度即体系的气液平衡温度,亦即沸点。 平衡管中的液体可用下法装入:先将平衡管取下洗净,烘干,然后烤烘(可用煤气灯)a管,赶走管内空气,速将液体自b管的管口灌入,冷却a管,液体即被吸入。反复二,三次,使液体灌至a管高度的三分之二为宜,然后接在装置上。

水的饱和蒸汽压与温度对应表

水的饱和蒸汽压与温度对应表 一、水的饱和蒸汽压与温度的关系 蒸汽压是一定外界条件下,液体中的液态分子会蒸发为气态分子,同时气态分子也会撞击液面回归液态。这是单组分系统发生的两相变化,一定时间后,即可达到平衡。平衡时,气态分子含量达到最大值,这些气态分子对液体产生的压强称为蒸气压。 水的表面就有水蒸气压,当水的蒸气压达到水面上的气体总压的时候,水就沸腾。我们通常看到水烧开,就是在100摄氏度时水的蒸气压等于一个大气压。蒸气压随温度变化而变化,温度越高,蒸气压越大,当然还和液体种类有关。 一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸气所产生的压强叫饱和蒸气压,它随温度升高而增加。如:放在杯子里的水,会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭的容器里,并抽走上方的空气。当水不断蒸发时,水面上方气相的压力,即水的蒸气所具有的压力就不断增加。但是,当温度一定时,气相压力最终将稳定在一个固定的数值上,这时的气相压力称为水在该温度下的饱和蒸气压力。当气相压力的数值达到饱和蒸气压力的数值时,液相的水分子仍然不断地气化,气相的水分子也不断地冷凝成液体,只是由于水的气化速度等于水蒸气的冷凝速

度,液体量才没有减少,气体量也没有增加,液体和气体达到平衡状态。所以,液态纯物质蒸气所具有的压力为其饱和蒸气压力时,气液两相即达到了相平衡。饱和蒸气压是物质的一个重要性质,它的大小取决于物质的本性和温度。饱和蒸气压越大,表示该物质越容易挥发。 二、水的饱和蒸汽压与温度对应表 水的饱和蒸汽压与温度对应表

三、水的饱和蒸汽压与温度的换算公式 当10℃≤T≤168℃时,采用安托尼方程计算:lgP=7.07406-(1657.46/(T+227.02)) 式中:P——水在T温度时的饱和蒸汽压,kPa; T——水的温度,℃ 四、水的饱和蒸汽压曲线

纯液体的饱和蒸汽压的测量

纯液体的饱和蒸汽压的测量 纯液体饱和蒸汽压的测量 一、目的要求 1.明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和 蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯,克拉贝龙方程式。 2.用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技 术。 3.学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。 二、实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时),纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压,简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化,温度升高时,蒸气压增大;温度降低时,蒸气压降低,这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时,液体便沸腾,此时的温度称为沸点,外压不同时,液体沸点将相应改变,当外压为1atm时,液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表 ,Hdlnpvapm示: (1) ,2dTRT 式中,R为摩尔气体常数;T为热力学温度;ΔH为在温度T时纯液体的摩尔vapm 气化热。 假定ΔH与温度无关,或因温度范围较小,ΔH可以近似作为常数,vapmvapm ,H1vapm积分上式,得: (2) lnp,,,,CRT

其中C为积分常数。由此式可以看出,以lnp对1/T作图,应为一直线,直线的 H,vapm斜率为,由斜率可求算液体的ΔH。 vapm,R 静态法测定液体饱和蒸气压,是指在某一温度下,直接测量饱和蒸气压,此法一般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压,有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压,所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置,如图1所示: 平衡管由A球和U型管B、C组成。平衡管上接一冷凝管,以橡皮管与压力计相连。A内装待测液体,当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气,而B管与C管的液面处于同一水平时,则表示B管液面上的(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。此时,体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。 图1.液体饱和蒸气压测定装置图 1.恒温槽;2.冷凝管;3.压力计;4.缓冲瓶平衡阀;5. 平衡阀2(通大气用);6. 平衡阀1(抽真空用);8平衡管 三、仪器与试剂 DP-A精密数字压力计,SYP-?玻璃恒温水浴,液体饱和蒸气压测定装置,旋片式真空泵,环己烷。 四、实验步骤

液体饱和蒸气压的测定

实验报告不能打印,应该手写。装置图也要画,实验数据的验算(公式)要详细哦! 实验一 液体饱与蒸气压的测定 一、目的要求 1、明确饱与蒸气压的定义,了解纯液体的饱与蒸气压与温度的关系、克劳修斯-克拉贝龙方程式的意义。 2、掌握静态法测定液体饱与蒸气压的原理及操作方法。 3、了解真空泵、恒温槽及气压计的使用及注意事项。 4、学会由图解法求液体的平均摩尔气化热与正常沸点。 二、预习与思考 1.预习基础知识与技巧部分的热效应测量技术及仪器、温度控制技术与压力测量技术及仪器; 2.思考: (1)汽化热与温度有无关系?克—克方程在什么条件下才能应用? (2)实验中测定哪些数据?精确度如何?有几位有效数字?作图就是怎样选取坐标分度? (3)用此装置可以很方便地研究各种液体,如苯、乙醇、异丙醇、正丙醇、丙酮、四氯化碳、水与二氯乙烯等,这些液体中很多就是易燃的,在加热时应该注意什么问题? 三、实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时),密闭真空容器中的纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱与蒸气压,简称为蒸气压。恒压条件下蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。液体的蒸气压随温度而变化,温度升高时,蒸气压增大;温度降低时,蒸气压降低,这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时,液体便沸腾,此时的温度称为沸点,外压不同时,液体沸点将相应改变,当外压为101、325kPa 时,液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱与蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示: 式中,R 为摩尔气体常 数;T 为热力学温度;Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔气化热。 (1) ln 2 RT H dT p d m vap ?=

水在不同温度下的饱和蒸气压

饱和蒸气压(s a t u r a t e d v a p o r p r e s s u r e) 在密闭条件中,在一定温度下,与液体或固体处于相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。同一物质在不同温度下有不同的蒸气压,并随着温度的升高而增大。不同液体饱和蒸汽压不同,溶剂的饱和蒸汽压大于溶液的饱和蒸汽压;对于同一物质,固态的饱和蒸汽压小于液态的饱和蒸汽压。例如,在30℃时,水的饱和蒸气压为4132.982Pa,乙醇为10532.438Pa。而在100℃时,水的饱和蒸气压增大到101324.72Pa,乙醇为222647.74Pa。饱和蒸气压是液体的一项重要物理性质,如液体的沸点、液体混合物的相对挥发度等都与之有关。 饱和蒸气压曲线 水在不同温度下的饱和蒸气压 SaturatedWaterVaporPressuresatDifferentTemperatures

编辑本段饱和蒸汽压公式 (1)Clausius-Claperon方程:dlnp/d(1/T)=-H(v)/(R*Z(v)) 式中p为蒸汽压;H(v)为蒸发潜热;Z(v)为饱和蒸汽压缩因子与饱和液体压缩因子之差。 该方程是一个十分重要的方程,大部分蒸汽压方程是从此式积分得出的。 (2)Clapeyron方程: 若上式中H(v)/(R*Z(v))为与温度无关的常数,积分式,并令积分常数为A,则得Clapeyron 方程:lnp=A-B/T 式中B=H(v)/(R*Z(v))。 (3)Antoine方程:lnp=A-B/(T+C)

式中,A,B,C为Antoine常数,可查数据表。Antoine方程是对Clausius-Clapeyron方程最简单的改进,在1.333~199.98kPa范围内误差小。 编辑本段附录 在表1中给出了采用Antoine公式计算不同物质在不同温度下蒸气压的常数A、B、C。其公式如下 lgP=A-B/(t+C)(1) 式中:P—物质的蒸气压,毫米汞柱; t—温度,℃ 公式(1)适用于大多数化合物;而对于另外一些只需常数B与C值的物质,则可采用(2)公式进行计算 lgP=-52.23B/T+C(2) 式中:P—物质的蒸气压,毫米汞柱; 表1不同物质的蒸气压 名称分子式范围(℃)ABC 银Ag1650~1950公式(2)2508.76 氯化银AgCl1255~1442公式(2)185.58.179 三氯化铝AlCl370~190公式(2)11516.24 氧化铝Al2O31840~2200公式(2)54014.22 砷As440~815公式(2)13310.800 砷As800~860公式(2)47.16.692 三氧化二砷As2O3100~310公式(2)111.3512.127 三氧化二砷As2O3315~490公式(2)52.126.513 氩Ar-207.62~-189.19公式(2)7.81457.5741 金Au2315~2500公式(2)3859.853 三氯化硼BCl3……6.18811756.89214.0 钡Ba930~1130公式(2)35015.765 铋Bi1210~1420公式(2)2008.876 溴Br2……6.83298113.0228.0 碳C3880~4430公式(2)5409.596 二氧化碳CO2……9.641771284.07268.432 二硫化碳CS2-10~+1606.851451122.50236.46 一氧化碳CO-210~-1606.24020230.274260.0 四氯化碳CCl4……6.933901242.43230.0 钙Ca500~700公式(2)1959.697 钙960~1100公式(2)37016.240 镉Cd150~320.9公式(2)1098.564 镉500~840公式(2)99.97.897 氯Cl2……6.86773821.107240 二氧化氯ClO2-59~+11公式(2)27.267.893 钴Co2374公式(2)3097.571 铯Cs200~230公式(2)73.46.949 铜Cu2100~2310公式(2)46812.344 氯化亚铜Cu2Cl2878~1369公式(2)80.705.454 铁Fe2220~2450公式(2)3097.482

饱和蒸汽压力与温度的关系

当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和液面碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间蒸汽分子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体,其蒸汽称为干饱和蒸汽(也称饱和蒸汽)。 饱和蒸汽与过热蒸汽的区别:饱和蒸汽压力与温度有一一对应关系,如已知饱和蒸汽压力为0.5MPa,则温度为158℃,反之,已知饱和蒸汽温度为180℃,则压力必为0.9MPa,所以从压力与温度数据可以判断是否为饱和蒸汽、过热蒸汽。 饱和蒸汽温度1mpa以下160~170度左右 1mpa以上170~195度左右 过热蒸汽在2mpa以上就400度左右. 饱和蒸汽温度压力对照表

压力MPa 温度 ℃ 压力 MPa 温度 ℃ 压力 MPa 温度 ℃ 压力 MPa 温度 ℃ 0.000 99.5 0.180 131.0 0.000 99.5 -0.072 65.0 0.005 101.0 0.185 131.5 -0.002 99.0 -0.074 64.0 0.010 102.0 0.190 132.0 -0.004 98.5 -0.076 63.0 0.015 103.5 0.195 132.5 -0.006 97.5 -0.078 62.0 0.020 104.5 0.200 133.5 -0.008 97.0 -0.08 60.0 0.025 105.5 0.210 134.5 -0.010 96.5 -0.081 59.0 0.030 107.0 0.220 135.5 -0.012 96.0 -0.082 57.5 0.035 108.0 0.230 136.5 -0.014 95.0 -0.083 56.0 0.040 109.0 0.240 137.5 -0.016 94.5 -0.084 55.0 0.045 110.0 0.250 139.0 -0.018 94.0 -0.085 53.5 0.050 111.0 0.260 139.5 -0.020 93.0 -0.086 52.0 0.055 112.0 0.270 140.5 -0.022 92.5 -0.087 50.0 0.060 113.0 0.280 141.5 -0.024 92.0 -0.088 48.5 0.065 114.0 0.290 142.5 -0.026 91.0 -0.089 47.0 0.070 115.0 0.300 143.5 -0.028 90.5 -0.090 45.5 0.075 115.5 0.310 144.5 -0.030 90.0 -0.091 43.5 0.080 116.5 0.320 145.0 -0.032 89.0 -0.092 41.5 0.085 118.0 0.330 146.0 -0.034 88.5 -0.093 39.0 0.090 119.0 0.340 147.0 -0.036 88.0 -0.094 35.5 0.095 119.5 0.350 147.5 -0.038 87.0 -0.095 32.5

水的饱和蒸汽压与温度对应表

水的饱和蒸汽压与温度对应表 蒸气压蒸气压指的是在液体(或者固体)的表面存在着该物质的蒸气,这些蒸气对液体表面产生的压强就是该液体的蒸气压。比如,水的表面就有水蒸气压,当水的蒸气压达到水面上的气体总压的时候,水就沸腾。我们通常看到水烧开,就是在100摄氏度时水的蒸气压等于一个大气压。蒸气压随温度变化而变化,温度越高,蒸气压越大,当然还和液体种类有关。一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸气所产生的压强叫饱和蒸气压,它随温度升高而增加。如:放在杯子里的水,会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭的容器里,并抽走上方的空气。当水不断蒸发时,水面上方气相的压力,即水的蒸气所具有的压力就不断增加。但是,当温度一定时,气相压力最终将稳定在一个固定的数值上,这时的气相压力称为水在该温度下的饱和蒸气压力。当气相压力的数值达到饱和蒸气压力的数值时,液相的水分子仍然不断地气化,气相的水分子也不断地冷凝成液体,只是由于水的气化速度等于水蒸气的冷凝速度,液体量才没有减少,气体量也没有增加,液体和气体达到平衡状态。所以,液态纯物质蒸气所具有的压力为其饱和蒸气压力时,气液两相即达到了相平衡。饱和蒸气压是物质的一个重要性质,它的大小取决于物质的本性和温度。饱和蒸气压越大,表示该物质越容易挥

发。 当气液或气固两相平衡时,气相中A物质的气压,就为液相或固相中A物质的饱和蒸气压,简称蒸气压。下面为影响因素: 1.对于放在真空容器中的液体,由于蒸发,液体分子不断进入气相,使气相压力变大,当两相平衡时气相压强就为该液体饱和蒸汽压,其也等于液相的外压;温度升高,液体分子能量更高,更易脱离液体的束缚进入气相,使饱和蒸气压变大。 2.但是一般液体都暴露在空气中,液相外压=蒸气压力+空气压力=101.325KPa),并假设空气不溶于这种液体,一般情况由于外压的增加,蒸气压变大(不过影响比较小) 3.一般讨论的蒸气压都为大量液体的蒸气压,但是当液体变为很小的液滴是,且液滴尺寸越小,由于表面张力而产生附加压力越大,而使蒸气压变高(这也是形成过热液体,过饱和溶液等亚稳态体系的原因)。所以蒸气压与温度,压力,物质特性,在表面化学中液面的曲率也有影响. 不同物质的蒸气压不同,下面总结给出水在不同温度下的饱和蒸气压:

纯液体饱和蒸气压

纯液体饱和蒸气压 姓名:黄琳学号:20105051240 班级:2010级化学(2)班指导老师:杨术民 一﹑实验目的 1.明确纯液体饱和蒸汽压和蒸汽压的概念及其与温度的关系,加深对劳修斯-克拉贝龙(Clausius-Clapeyron)方程式的理解。 2.用数字式真空计测定不同温度下异丙醇的饱和蒸气压。出不掌握低真空实验技术; 3.学会用绘图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔汽化热与正常沸点。 二﹑实验原理 在通常温度下(距离临界温度较远时),纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压,简称为蒸气压。蒸发一摩尔液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化,温度升高时,蒸气压增大;温度降低时,蒸气压降低,这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时,液体便沸腾,此时的温度称为沸点,外压不同时,液体沸点将相应改变,当外压为p?(101.325kPa)时,液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示: (1) [1] 式中,R为摩尔气体常数;T为热力学温度;Δvap H m为在温度T时纯液体的摩尔气化热。 假定Δ vap H m 与温度无关,或因温度范围较小,Δ vap H m 可以近似作为常数,积 分上式,得: (2) 其中C为积分常数。由此式可以看出,以ln p对作图,应为一直线,直 线的斜率为,由斜率可求算液体的Δ vap H m 。

测定液体饱和蒸气压的方法很多。本实验采用静态法,是指在某一温度下,直接测量饱和蒸气压,此法一般适用于蒸气压比较大的液体。实验所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置,如图Ⅲ-3-1所示。 平衡管由A球和U型管B、C组成。平衡管上接一冷凝管5,以橡皮管与压力计相连。A内装待测液体,当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气,而B管与C管的液面处于同一水平时,则表示B管液面上的(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。此时,体系气液两相平衡的温度称为液体在此外压下的沸点。用当时的大气压减去压力计两水银面的高度差,即为该温度下液体的饱 和蒸气压。 纯液体饱和蒸气压测定装置图 1.恒温水浴; 2.温度计; 3.搅拌; 4.平衡管; 5.冷凝管; 6.水银压力计; 7.缓冲 瓶;8.进气活塞;9.三通活塞;10.安全瓶。 三﹑实验仪器及试剂 蒸汽压测定装置:1套真空泵:1台数字式气压计:1台电加热器:1只温度计:两只数字式真空计:1台磁力搅拌器:1台异丙醇(分析纯)四﹑实验步骤 1.装置仪器 将待测液体装入平衡管中,A球约2/3体积,B和C球各1/2体积,然后按图装妥各部分。(这部分已由老师装置完毕) 2.系统气密性检查

饱和水蒸汽的压力与温度的关系的介绍

饱和水蒸汽的压力与温度的关系 ( 摘自仲元: "水和水蒸气热力性质图表" p4~10 )

真空计算常用公式 1、玻义尔定律 体积V,压强P,P·V=常数(一定质量的气体,当温度不变时,气体的压强与气体的体积成反比。 即P1/P2=V2/V1) 2、盖·吕萨克定律 当压强P不变时,一定质量的气体,其体积V与绝对温度T成正比:(V1/V2=T1/T2=常数)当压强不变时,一定质量的气体,温度每升高(或P降低)1℃,则它的体积比原来增加(或缩小)1/273。 3、查理定律 当气体的体积V保持不变,一定质量的气体,压强P与其他绝对温度T成正比,即:P1/P2=T1/T2 在一定的体积下,一定质量的气体,温度每升高(或降低)1℃,它的压强比原来增加(或减少)1/273。 4、平均自由程: λ=(5×10-3)/P (cm) 5、抽速: S=dv/dt (升/秒)或 S=Q/P Q=流量(托·升/秒) P=压强(托) V=体积(升) t=时间(秒) 6、通导: C=Q/(P2-P1) (升/秒) 7、真空抽气时间: 对于从大气压到1托抽气时间计算式: t=8V/S (经验公式) (V为体积,S为抽气速率,通常t在5~10分钟选择。) 8、维持泵选择: S维=S前/10 9、扩散泵抽速估算: S=3D2 (D=直径cm)

10、罗茨泵的前级抽速: S=(0.1~0.2)S罗 (l/s) 11、漏率: Q漏=V(P2-P1)/(t2-t1) Q漏-系统漏率(mmHg·l/s) V-系统容积(l) P1-真空泵停止时系统中压强(mmHg) P2-真空室经过时间t后达到的压强(mmHg) t-压强从P1升到P2经过的时间(s) 12、粗抽泵的抽速选择: S=Q1/P预 (l/s) S=2.3V·lg(Pa/P预)/t S-机械泵有效抽速 Q1-真空系统漏气率(托·升/秒) P预-需要达到的预真空度(托) V-真空系统容积(升) t-达到P预时所需要的时间 Pa-大气压值(托) 13、前级泵抽速选择: 排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等,它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值,选用的前级泵必须能将主泵的最大气体量排走,根据管路中,各截面流量恒等的原则有: PnSg≥PgS 或Sg≥Pgs/Pn Sg-前级泵的有效抽速(l/s) Pn-主泵临界前级压强(最大排气压强)(l/s) Pg-真空室最高工作压强(托) S-主泵工作时在Pg时的有效抽速。(l/s) 14、扩散泵抽速计算公式: S=Q/P=(K·n)/(P·t)(升/秒) 式中:S-被试泵的抽气速率(l/s) n-滴管油柱上升格数(格) t-油柱上升n格所需要的时间(秒) P-在泵口附近测得的压强(托)

纯液体饱和蒸汽压的测量实验报告修订版

纯液体饱和蒸汽压的测 量实验报告 Document number:PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

一、目的要求 1. 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念,深入了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯-克拉贝龙方程式。 2. 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验技术。 3. 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸点。 二、实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时),纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压,简称为蒸气压。蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化,温度升高时,蒸气压增大;温度降低时,蒸气压降低,这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时,液体便沸腾,此时的温度称为沸点,外压不同时,液体沸点将相应改变,当外压为1atm ()时,液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示为: 2 m vap d ln d RT H T p ?= 式中,R 为摩尔气体常数;T 为热力学温度;m H vap ?为在温度T 时纯液体的摩尔气化热。 假定m H vap ?与温度无关,或因温度范围较小,m H vap ?可以近

似作为常数,积分上式,得: C T R H p +??- =1 ln m vap 其中C 为积分常数。由此式可以看出,以ln p 对1/T 作图,应为一直线,直线的斜率为vap m H R ?- ,由斜率可求算液体的vap m H ?。 三、仪器、试剂 蒸气压测定装置 1套 循环式真空泵 1台 精密数字压力计 1台 数字控温仪 1只 无水乙醇(分析纯) 四、实验步骤 1.读取室内大气压 2.安装仪器:将待测液体(本实验是无水乙醇)装入平衡管,之后将平衡管安装固定。 3.抽真空、系统检漏 4排气体:先设定温度为20℃,之后将进气阀打开,调压阀关闭,稳定后,关闭进气阀,置零,打开冷却水,同时打开真空泵和调压阀(此时调压阀较大)。抽气减压至压力计显示压差为-80kpa 左右时,将调压阀调小。待抽气减压至压力计显示压差为-97kpa 左右,保持煮沸3-5min ,关闭真空泵。 4.测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压:当温度保持20o c 不变时,调节进 气阀使液面趋于等高。当液面等高时,关闭进气阀,记录压力表值。之后重新设置温度,重复操作。 5.测量温度 分别测定在26℃,31℃,36℃,41℃,46℃,51℃,56℃,61℃,66℃,71℃,76℃时的饱和蒸汽压。 6.实验结束,整理仪器 五、文献值 无水乙醇在标准压力下的沸点为℃,标准摩尔气化热为 KJ/mol 。 六、数据记录与数据处理 温度/K 压强/KPa P*/KPa 1/T lnP* 299 304 309

水的饱和蒸汽压与温度对应表[1]

水的饱和蒸汽压与温度对应表 饱和蒸汽压力所对应的温度 压力/Mpa l/kg温度/℃汽化潜热 kJ/kg 汽化潜热 kca 0.1 99.634 2257.6 539.32 0.12 104.81 2243.9 536.05 0.14 109.318 2231.8 533.16 0.16 113.326 2220.9 530.55 0.18 116.941 2210.9 528.17 0.2 120.24 2201.7 525.97 0.25 127.444 2181.4 521.12 0.3 133.556 2163.7 516.89 0.35 138.891 2147.9 513.12 0.4 143.642 2133.6 509.7 0.5 151.867 2108.2 503.63 0.6 158.863 2086 498.33 0.7 164.983 2066 493.55 0.8 170.444 2047.7 489.18 0.9 175.389 2030.7 485.12 1 179.916 2014.8 481.32 1.1 184.1 1999.9 477.76 1.2 187.995 1985.7 474.37 1.3 191.644 197 2.1 471.12 1.4 195.078 1959.1 468.01 1.5 198.327 1946.6 465.03 1.6 201.41 1934.6 46 2.16 1.7 204.346 1923 459.39 1.8 207.151 1911.7 456.69 1.9 209.838 1900.7 454.06 2 212.417 1890 451.51 2.2 217.289 1869.4 446.58 2.4 221.829 1849.8 441.9 温度℃压力Kg/cm2 温度℃压力Kg/cm2 温度℃压力Kg/cm2 100 1.0332 118↓ 1.8995 136↓ 3.286 101 1.0707 119 1.9612 137 3.382 102 1.1092 120 2.0245 138 3.481 103 1.1489 121 2.0895 139 3.582 104 1.1898 122 2.1561 140 3.685 105 1.2318 123 2.2245 141 3.790 106 1.2751 124 2.2947 142 3.898 107 1.3196 125 2.3666 143 4.009 108 1.3654 126 2.4404 144 4.122 109 1.4125 127 2.5160 145 4.237

纯液体饱和蒸汽压的测定

纯液体饱和蒸气压的测定 一、实验目的 1.用平衡管测定不同温度下液体的饱和蒸气压。 2.了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系,即克劳修斯-克拉贝龙方程式的意义,并学会用由图解法求其平均摩尔气化热和正常沸点。 3.掌握用静态法测定液体饱和蒸气压的操作方法,了解真空泵、恒温槽气压计的使用。 二、实验原理 本实验采用的静态法,是指在某一温度下,直接测量饱和蒸气压。平衡管A球和U型管B、C组成。平衡管上接一冷凝管,以橡皮管与压力计相连。A内装待测液体,当A球的液面上纯粹是待测液体的蒸气,而B管与C管的液面处于同一水平时,则表示B管液面上的(即A球液面上的蒸气压)与加在C管液面上的外压相等。此时体系气液两相平衡,该温度称为液体在此外压下的沸点。用当时的大气压减去数字压力计的读数(压差△P),即为该温度下液体的饱和蒸气压。液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示: dlnp∕dT=△H∕RT2 式中R为摩尔气体常数;T为热力学温度,△H为在温度T时纯液体的摩尔气化热。假定△H与温度无关,可近似为常数。 积分上式得:dlnp=-△H∕RT+C

式中C为积分常数,,由此式可以看出,lnp对 1∕T作图应为一直线,直线的斜率为-△H∕R,由斜率可求算液体的△H。 三、仪器和试剂 纯液体饱和蒸气压测定装置一套;真空泵一台;数字压力计一台;数字温度计;乙醇 四、实验步骤 装置仪器 将待测液体装入平衡管,A球约2/3体积,B和C球各1/2体积,如下图。 排除A、B弯管空间内的空气 将恒温槽温度调至45错误!未找到引用源。,接通冷凝水,抽气减压至液体轻微沸腾观察温度槽上的实际温度与设定温度接近且稳定时,此时AB弯管内的空气不断随蒸气经C管溢出,可认为空气被排除。 饱和蒸气压的测定:当空气被排除干净,且体系温度恒定后,旋

水蒸气压与温度关系

5.28SECTION5 TABLE5.6Vapor Pressure of Water For temperatures from?10to120?C. The values in the table are for water in contact with its own vapor.Where the water is in contact with air at a temperature t in degrees Celsius,the following correction must be added:Correction(when t?40?C)?p(0.775?0.000313t)/100;correction(when t?50?C)?p(0.0652?0.0000875t)/100. t,?C p,mm Hg t,?C p,mm Hg t,?C p,mm Hg t,?C p,mm Hg ?10.0 2.149?9.5 2.236?9.0 2.326?8.5 2.418?8.0 2.514?7.5 2.613?7.0 2.715?6.5 2.822?6.0 2.931?5.5 3.046?5.0 3.163?4.5 3.284?4.0 3.410?3.5 3.540?3.0 3.673?2.5 3.813?2.0 3.956?1.5 4.105?1.0 4.258?0.5 4.416 0.0 4.579 0.5 4.750 1.0 4.926 1.5 5.107 2.0 5.294 2.5 5.486 3.0 5.685 3.5 5.889 4.0 6.101 4.5 6.318 5.0 6.543 5.5 6.775 6.07.013 6.5 7.259 7.07.513 7.57.775 8.08.045 8.58.323 9.08.609 9.58.905 10.09.209 10.59.521 11.09.844 11.510.176 12.010.518 12.510.87013.011.231 13.511.604 14.011.987 14.512.382 15.012.788 15.212.953 15.413.121 15.613.290 15.813.461 16.013.634 16.213.809 16.413.987 16.614.166 16.813.347 17.014.530 17.214.715 17.414.903 17.615.092 17.815.284 18.015.477 18.215.673 18.415.871 18.616.071 18.816.272 19.016.477 19.216.685 19.416.894 19.617.105 19.817.319 20.017.535 20.217.753 20.417.974 20.618.197 20.818.422 21.018.650 21.218.880 21.419.113 21.619.349 21.819.587 22.019.827 22.220.070 22.420.316 22.620.565 22.820.815 23.021.068 23.221.324 23.421.583 23.621.845 23.822.110 24.022.387 24.222.648 24.422.922 24.623.198 24.823.476 25.023.756 25.224.039 25.424.326 25.624.617 25.824.912 26.025.209 26.225.509 26.425.812 26.626.117 26.826.426 27.026.739 27.227.055 27.427.374 27.627.696 27.828.021 28.028.349 28.228.680 28.429.015 28.629.354 28.829.697 29.030.043 29.230.392 29.430.745 29.631.102 29.831.461 30.031.824 30.232.191 30.432.561 30.632.934 30.833.312 31.033.695 31.234.082 31.434.471 31.634.864 31.835.261 32.035.663 32.236.068 32.436.477 32.636.891 32.837.308 33.037.729 33.238.155 33.438.584 33.639.018 33.839.457 34.039.898 34.240.344 34.440.796 34.641.251 34.841.710 35.042.175 35.242.644 35.443.117 35.643.595 35.844.078 36.044.563 36.245.054 36.445.549 36.646.050 36.846.556 37.047.067 37.247.582 37.448.102 37.648.627 37.849.157 38.049.692 38.250.231 38.450.774 38.651.323 38.851.879 39.052.442 39.253.009 39.454.580 39.654.156 39.854.737 40.055.324 40.556.81 41.058.34 41.559.90 42.061.50 42.563.13 43.064.80 43.566.51 44.068.26

5问题实验七十四纯液体饱和蒸气压的测量

实验七十四纯液体饱和蒸气压的测量 预习提问 1、简述由纯液体饱和蒸气压的测量求该液体平均摩尔汽化热的基本原理 2、说明纯液体饱和蒸气压、沸腾温度、正常沸点和摩尔汽化热的含义? 3、实验中,为什么AB弯管中的空气要排除净?怎样操作?怎样防止空气倒灌? 4、测定沸点的过程中若出现空气倒灌,会产生什么结果? 5、实验中何时读取数字式压力表的读数?所得读数是否就是该纯液体的饱和蒸汽压? 6、能否用纯液体饱和蒸气压测量装置测定溶液的蒸气压,为什么? 思考题 1. 简述由纯液体饱和蒸气压的测量求该液体平均摩尔汽化热的基本原理。 2. 在纯液体饱和蒸汽压测定实验中,测定装置中安置缓冲储气罐起什么作用? 3. 在纯液体饱和蒸汽压测定实验中,平衡管的U形管中的液体起什么作用?冷凝管又起什么作用? 4. 在纯液体饱和蒸汽压测定中,如何检查体系是否漏气?能否在热水浴中检查体系是否漏气? 5. 说明纯液体饱和蒸气压、沸腾温度、正常沸点和摩尔汽化热的含义。 6. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,怎样根据数字式压力表的读数确定系统的压力? 7. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,何时读取数字式压力表的读数?所得读数是否就是该纯液体的饱和蒸汽压? 8. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,测定沸点的过程中,若出现空气倒灌,则会产生什么结果? 9. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,测量过程中,如何判断平衡管内的空气已赶尽? 10. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中应注意些什么? 11. 若用纯液体饱和蒸气压测量装置测量易燃液体的饱和蒸汽压,加热时应注意什么? 12. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,为什么ac弯管中的空气要排除净,怎样操作,怎样防止空气倒灌? 13. 在纯液体饱和蒸气压测量实验中,如果平衡管a、c内空气未被驱除干净,对实验结果有何影响? 14. 克-克方程式在什么条件下适用? 15. 用纯液体饱和蒸气压测量装置,可以很方便地研究各种液体,如苯、二氯乙烯、四氯化碳、水、正丙醇、异丙醇、丙酮和乙醇等,这些液体中很多是易燃的,在加热时应该注意什么问题? 16. 能否用纯液体饱和蒸气压测量装置测定溶液的蒸气压,为什么? 书后思考题 (1)如何判断平衡管中AB间空气已全部排出?如未排尽空气,对实验有何影响?怎样防止空气倒灌? (2)测定装置中安置缓冲储气罐起什么作用?冷凝管又起什么作用?平衡管的U形管中的液体起什么作用? (3)若用纯液体饱和蒸气压测量装置测易燃液体的饱和蒸汽压,加热时应注意什么?

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