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Kritischer Druck/Temperatur von Freon

Allgemein

Im Versuchsverlauf wird die Temperatur bestimmt, bei der, bzw. oberhalb derer, eine Verflüssigung eines Gases auch unter Druck nicht mehr möglich ist. Diese wird als "kritische Temperatur" bezeichnet. Dazu wird eine Druckkammer mit dem gasförmigen Spezialkältemittel Freon 115 so gefüllt, daß es teilweise verflüssigt ist, weil seine kritische Temperatur über der Zimmertemperatur liegt. Wenn diese erreicht wird, verschwindet die Trennungslinie zwischen der Flüssigkeit und dem Gas. Beim Abkühlen wird die Kammer zunächst undurchsichtig, dann halb undurchsichtig, bis sich aus dem Dunst wieder die Trennlinie bildet.D4203bild00.jpg

Bilder

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Versuchsaufbau

 

 

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Im Dampferzeuger wird Wasser erhitzt und das Projektionsbild der Druckkammer sodann an die Wand geworfen: Eine Lampe durchleuchtet diese und projiziert den Flüssigkeitsspiegel (Meniskus) an die Wand.

 

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Nach etwa 8 Minuten ist die Trennlinie im Bild verschwunden.

 

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Nach etwa 15 Minuten wird die Kammer undurchsichtig und erscheint wie von dichtem Nebel verschleiert.

 

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Nach etwas mehr als 15 Minuten erscheinen "Wolken".

 

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Zu guter Letzt hat sich die Trennlinie wieder ausgebildet.
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Video

Durchführung

Material:

Druckkammer mit Projektionsoptik auf Tischklemmenstativ (Hörsaal Vorbereitungsraum/Sammlungsraum Schrank 41)
Demonstrationsdigitalmultimeter (Sammlungsraum Schrank 40)
Fluke Temperaturmessvorsatz mit Sonde (Sammlungsraum Schrank 22 Regal d)
Dampferzeuger (Sammlunsraum Schrank 32 Regal c)
Becherglas (Hörsaal Vorbereitungsraum Glastisch)
Optional Leybold Digitalthermometer mit Messfühler (Sammlungsraum Schrank 40)

Aufbau:

Fertig aufgebaute Druckkammmer am Tisch befestigen und Temperaturfühler in die dafür vorgesehene Bohrung in der Kammer einführen. Meniskusbild auf Projektionsfläche scharf abbilden. Temperaturmessvorsatz in DDM einstecken und °C-Einheiten im DDM einstellen. Glas zum Auffangen des Kondenswassers unter den Ablaufschlauch stellen. Dampferzeuger mit Wasser füllen und einschalten.
 

Durchführung:

Nach ca. 8 MInuten Einschaltzeit des Dampferzeugers ist die Temperatur für den Phasenumschlag erreicht, dann den Dampferzeuger unbedingt abschalten!! Danach wieder ca. 8 Minuten warten, um den Umkehrpunkt zu beobachten. Der Umschlag geht sehr rasch, daher bei einer Temperatur um 81°C das Bild ständig im Auge behalten.
 

Hinweise:

Druckkammer nur mit Wasserdampf oder Umlaufwasser ohne Überdruck aufheizen (keinesfalls mit Flamme oder Heizplatte erhitzen.
Den Dampferzeuger nach Erreichen des Phasenumschlags abschalten!!!!


Sicherheitshinweise:

Heiße Druckkammer nicht berühren, Verbrennungsgefahr!
Heizwasser bzw. Heizdampf sicher auffangen!

Dokumente

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#tags

D 42.3, Kritischer Druck, Temperatur von Freon, Phasenübergang,  Opaleszenz

 

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