3 Dampdruk- en temperatuurgrafiek: Verskeie grafieke en insigte


Die dampdruk meet die hoeveelheid dampe wat in die betrokke sisteem teenwoordig is.

Soos die temperatuur styg, word meer en meer dampe ontsnap uit die molekulêre aantrekkingskragte van die vloeistoffase na die gasvormige toestand wat die dampdruk verhoog. Die dampdruk- en temperatuurgrafiek gee 'n idee van die aantal molekules wat in die gasvorm verander word.

Versadigingsdampdruk vs temperatuurgrafiek

Elke vloeistof het 'n spesifieke kookpunt, afhangende van die chemiese samestelling en die aantal waterstofbindings. Bokant die kookpunt styg die temperatuur van die vloeistof nie maar die fase van die vloeistof word in die gasvormige toestand verander.

Die dampdruk is in ooreenstemming met die temperatuur of die hitte-energie wat deur die verdamping van dampe uitgegee word. Die temperatuur van die vloeistof styg tot by die kookpunt van die vloeistof en dus word die dampdruk bokant die oppervlak van die kokende vloeistof konstant gehandhaaf dit word die versadigingsdampdruk genoem.

dampdruk en temperatuur grafiek
Grafiek van versadigingsdampdruk v/s temperatuur

As ons na die bostaande grafiek kyk van dampdruk v/s die temperatuur, TF is 'n temperatuur waarteen die vloeistof begin kook. By hierdie temperatuur styg die temperatuur van die vloeistof nie verder nie en die dampdruk neem toe teen 'n sekere waarde en raak versadig, hierdie lengte van die kromme word aangedui as die versadiging van die dampdrukkromme.

Sodra die temperatuur van die vloeistof die kookpunt bereik, word die hitte-energie wat vasgegryp word in die kinetiese energie verander en die molekules breek die intermolekulêre bindings en verdamp vanaf die vloeistofoppervlak. Maar soos die dampe verdamp, word die hitte-energie van die damp afgegee en die damp word afgekoel en kondenseer uiteindelik en vorm druppels vloeistof en vloei af na die volume, dus bly die aantal dampe bo die oppervlak van die vloeistof vas en dus sê dat die dampdruk versadig by die kookpunt.

Dampdruk vs temperatuur grafiek vir water

As jy die volume water vir kook hou en die variasies in die dampdruk bo die vlak van die kookwater meet, sal jy agterkom dat dampdruk eksponensieel sal toeneem met stygende temperatuur.

Kom ons teken die grafiek vir dampdruk v/s temperatuur vir water. Die dampdruk vir elke 100 C styging in temperatuur van die water van 00C tot 1000C word aangeteken totdat die kookpunt van die water.

Temperatuur (T0 C)Dampdruk (Torr)
04.6
109.2
2017.5
3031.8
4055.3
5092.5
60149
70234
80355
90526
100760
Tabel van dampdruk aangeteken by elke 100C styging in temperatuur van die water

Die grafiek van dampdruk v/s temperatuur toon 'n eksponensiële kurwe. By die vriespunt van die water is die dampdruk 4.6 torr en die finale dampdruk wat ook die versadigde dampdruk genoem word soos hierbo bespreek is 760 torr.

Grafiek van dampdruk v/s temperatuur vir water

Verder as dit dampdruk by die kookpunt van water, is daar geen verdere toename in die dampdruk nie, aangesien die waterdampe sal kondenseer en val as gevolg van swaartekrag. Aanvanklik, by lae temperatuur, aangesien die hoeveelheid hitte wat aan die water verskaf word minder is, sal baie min dampe in staat wees om na die dampvorm te ontsnap.

Soos die temperatuur van die water aanhou styg, sal meer en meer molekules die bindings breek en in die vorm van dampe in die atmosfeer ontsnap, afhangende van die temperatuur. Die temperatuur van die water is dus direk eweredig aan die dampdruk wat bo die oppervlak van die kookwater gegenereer word.

Hoe om dampdruk uit 'n grafiek te vind?

Ons het gesien dat die grafiek van dampdruk v/s temperatuur eksponensiële gedrag toon.

Dus, die helling van 'n grafiek van ln(P) v/s 1/T sal die waarde gee van die verhouding van verdampingswarmte en gaskonstante waardeur ons die dampdruk kan vind.

Die eksponensiële funksie van die dampdruk v/s temperatuur grafiek kan ons formuleer as

Waar A 'n konstante is wat verband hou met die kookpunt

R is 'n gaskonstante gelyk aan 8.314 J/K.mol

is 'n hitte van verdamping van vloeistofP

As ons hierdie vergelyking met logaritme oplos, kry ons,

Dit is in die vorm van 'n lineêre vergelyking,

Ons kan dus 'n grafiek van lnP v/s 1/T plot en die helling van die grafiek sal vir ons die waarde van

Grafiek van ln(P) v/s 1/T

Die bostaande grafiek voldoen ook aan die Clausius – Clapeyron-vergelyking waarvolgens die temperatuurverskil afhang van die dampdruk van die sisteem.

As ons die helling van hierdie grafiek vind, sal ons die waarde vind van Deur hierdie waarde in vergelyking (1) in te voeg, kan ons die dampdruk by enige temperatuur van die vloeistof.

Algemene vrae

Wat is die verdampingshitte van chloroform as die dampdruk by 200C is 48 KPa en by -100C is 10 KPa?

Gegee: T1= -100C =-10+273=263K

T2= 200C =20+273=293K

P1=10KPa

P2=48KPa

Gebruik Claussius – Clapeyron-vergelyking

Die verdampingshitte van chloroform is 32.6k J/mol

Wat is die dampdruk by 'n temperatuur van 600C as die helling van 'n grafiek van ln(P) v/s inverse van temperatuur gevind word as 360.8K? Vind ook die hitte van verdamping.

Die helling van grafiek ln(P) v/s 1/T is

vandaar,

T = 600C= 60+273=333K

Ons het,

Dus die dampdruk by 'n temperatuur van 600C is 2.95 kPa.

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings