Hvordan beregnes kogepunktet for vand på kelvin-skalaen?


Bedste svar

For længe siden blev vandets frysepunkt og kogepunkter taget som temperaturer, vi kunne let forstå og genskabe afstanden imellem blev opdelt i hundrede lige store dele, og Celsius-skalaen blev født (senere raffineret til at blive Celsius-skalaen)

Lord Kelvin omdefinerede nul som det absolutte fravær af al varmeenergi (is er meget varmt ved sammenligning) heldigvis blev det ene gradstrin fra Celsius-skalaen bibeholdt (så en stigning i temperaturen på en grad Celsius er det samme som en temperaturstigning på en Kelvin)

Absolut nul Kelvin er ca. lig med -273 grader C; så nul grader C = 273 K (is har en temperatur på 273 K) tilføj hundrede grader (Celsius eller Kelvin, det betyder ikke noget), og du får 373 K, kogepunktet for vand.

Hvis hukommelsen tjener mig korrekt, tog Fahrenheit-skalaen frysepunktet for havvand som nul og menneskets kropstemperatur som 100 grader F.

Bemærk: Det er forkert at sige “grader Kelvin”, det er bare Kelvin.

Svar

Ligningen, du brugte, er baseret på Clausius-Clapeyron-ligningen (CCE). Denne CCE er vist nedenfor:

og den modificerede form (opnået ved at trække en CCE ved en temperatur og et tryk fra et sekund ved en anden temperatur og trykket er under.

Bemærk følgende for at holde enhederne lige. P er trykket Enhederne betyder ikke rigtig noget, husk bare, hvad du bruger (f.eks. Mm Hg). Delta H er i joule / mol og refererer til fordampningsvarmen, forskellig for hver væske, R = 8,314 J / mol-K , og T skal være i Kelvin.

OK, så vi løser problemet. Lad os lade P1 være atmosfærisk tryk (760 mm Hg), P2 er det tryk, hvormed vand koger, når temperaturen er stuetemperatur (lad os vælge 20 grader C, selvom rumtemperaturen varierer og kan være 18, 20 eller 25 grader C afhængigt af dine personlige præferencer). Ved normalt tryk (P1, 760 mm Hg) koger vand ved 100 grader C eller 373 K (T1). Rumtemperatur i Kelvin er 293 K (T2). P2 er det, vi leder efter. Alt hvad du behøver nu er del ta H, som er 44.010 J / mol. Naturligvis er R gaskonstanten. Lad os først omarrangere ligningen:

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

og læg de relevante værdier i

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

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *