喷泉实验装置原理是什么?

2024-12-15 12:14:44
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回答1:

根据克拉伯龙方程(也称理想气体状态方程):PV=nRT,推出P=(nRT)/V (R为常数)。

要使P变小,可改变n、T、V中的一个变量。

所以减小气压的方法有三种:①减少气体的物质的量(n);②降低气体的温度(T);③增大气体的体积(V)。

减少气体的物质的量有两种方法:物理方法与化学方法。

物理方法可把气体抽走或物理溶解,化学方法可通过化学反应或化学溶解;降低气体的温度,我们可以采用冷水浇注或用湿毛巾放于瓶底,也可以把装置转移入较低温的环境;而增大气体的体积,可以采取,升高温度(如:用热水浇注或热毛巾放于瓶底)或改变容器的体积的方法。

对于用化学方法来减少气体的物质的量的方法又和气体的溶解度、吸收液的种类有关。

①气体溶解性大小会对喷泉的形成产生影响。如,易溶于水的气体、在水中溶解度不大的气体、难溶于水的气体;由于它们在水中的溶解度不一样,从而就使得压强的减少不一样,是喷泉能否产生以及喷泉大小的关键。

②吸收液的种类也会对喷泉的形成产生影响,不同的吸收液,与气体之间能否反应、气体在其中溶解度的大小,都决定了喷泉实验的成功与失败

实验过程

实验者用滴管把少量的水挤入一个充满了氨气的干燥容器中。氨气溶解在水中,使容器内产生负压。因此更多的水在大气压的作用下从另一个入口处进入,产生喷泉效应。这一演示实验可用于向初学者介绍气体溶解度和气体定律等基本概念。

其他在水中具有相对较高溶解度的气体,例如氯化氢气体或二氧化硫气体,可用于替代氨气使用。

改进

改进之一是加入酚酞或紫甘蓝作为指示剂,产生彩色效果;另一种方法则是将氨气换成液体蒸汽(如水蒸气)。在这种情况下,实验者需要加热盛有少量水的容器,使之全部变为水蒸气,然后将容器快速降至室温。当其蒸汽压高于室温蒸汽压时,蒸汽会自发凝结为液态,从而产生相似的效果。

以上内容参考 百度百科-喷泉实验