Jak se počítá bod varu vody na Kelvinově stupnici?


Nejlepší odpověď

Před dlouhou dobou byly body mrazu a bodu varu vody brány jako teploty, které jsme mohli snadno pochopit a znovu vyrobit; mezera mezi nimi byla rozdělena na sto stejných částí a zrodila se stupnice Celsia (později se upravila na stupnici Celsia).

Lord Kelvin nadefinoval nulu jako absolutní nepřítomnost veškeré tepelné energie (led je velmi horký pro srovnání) naštěstí byl zachován jeden stupňový krok ze stupnice Celsia (takže zvýšení teploty o jeden stupeň Celsia je stejné jako zvýšení teploty o jeden Kelvin)

Absolutní nula Kelvinů je přibližně rovná -273 stupňů C; takže nula stupňů C = 273 K (led má teplotu 273 K), přidejte sto stupňů (Celsia nebo Kelvina, na tom nezáleží) a dostanete 373 K, bod varu vody.

Pokud mi paměť slouží správně, stupnice Fahrenheita brala bod mrazu mořské vody jako svou nulu a teplotu lidského těla 100 stupňů F.

Poznámka: Není správné říkat „stupně Kelvina“, je to jen Kelvin.

Odpověď

Rovnice, kterou jste použili, je založena na Clausius-Clapeyronově rovnici (CCE). Tato CCE je zobrazena níže:

a upravená forma (získá se odečtením jedné CCE při jedné teplotě a tlaku od druhé při druhé teplotě a tlaku je nižší.

Všimněte si následujícího, aby byly jednotky rovné. P je tlak . Na jednotkách opravdu nezáleží, jen si pamatujte, které používáte (např. Mm Hg). Delta H je v joulech / mol a označuje výparné teplo, odlišné pro každou kapalinu, R = 8,314 J / mol-K a T musí být v Kelvinech.

Dobře, tak řešíme problém. Nechme P1 být atmosférický tlak (760 mm Hg), P2 je tlak, při kterém voda vře, když je teplota v místnosti (Pojďme vybrat 20 ° C, i když se teplota místnosti liší a může být 18, 20 nebo 25 ° C v závislosti na vašich osobních preferencích.) Při normálním tlaku (P1, 760 mm Hg) voda vře při 100 ° C nebo 373 K (T1). Teplota místnosti v Kelvinech je 293 K (T2). P2 je to, co hledáme. Vše, co nyní potřebujete, je del ta H, což je 44 010 J / mol. R je samozřejmě plynová konstanta. Nejprve uspořádáme rovnici:

ln P2 = delta H / R * (1 / T1–1 / T2) + log P1

a vložme příslušné hodnoty do

ln P2 / 760 = 44 010 / 8,314 * (1/373 – 1/293) ln P2 / 760 = -3,875 P2 / 760 = e ^ -3,875 = 0,0208 P2 = 760 * 0,0210 = ~ 16 mm Hg

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *