¿Cómo se calcula el punto de ebullición del agua en la escala kelvin?


Mejor respuesta

Hace mucho tiempo, los puntos de congelación y ebullición del agua se tomaron como temperaturas que podríamos entender y reproducir fácilmente; el espacio intermedio se dividió en cien partes iguales y nació la escala Centígrados (luego refinada para convertirse en la escala Celsius)

Lord Kelvin redefinió el cero como la ausencia absoluta de toda la energía térmica (el hielo es muy caliente en comparación) afortunadamente, se retuvo el paso de un grado de la escala Celsius (por lo que un aumento en la temperatura de un grado Celsius es lo mismo que un aumento de temperatura de un Kelvin)

El cero absoluto Kelvin es aproximadamente igual a -273 grados C; entonces cero grados C = 273 K (el hielo tiene una temperatura de 273 K) agregue cien grados (Celsius o Kelvin, no importa) y obtendrá 373 K, el punto de ebullición del agua.

Si no recuerdo mal, la escala Fahrenheit tomó el punto de congelación del agua de mar como cero y la temperatura del cuerpo humano como 100 grados F.

Nota: Es incorrecto decir «grados Kelvin», es solo Kelvin.

Respuesta

La ecuación que usó se basa en la ecuación de Clausius-Clapeyron (CCE). Este CCE se muestra a continuación:

y la forma modificada (obtenida restando un CCE a una temperatura y presión a una segunda a una segunda temperatura y la presión está por debajo.

Tenga en cuenta lo siguiente para mantener las unidades rectas. P es la presión . Las unidades no importan realmente, solo recuerde cuál está usando (por ejemplo, mm Hg). Delta H está en julios / mol y se refiere al calor de vaporización, diferente para cada líquido, R = 8.314 J / mol-K , y T debe estar en Kelvin.

Bien, vamos a resolver el problema. Dejemos que P1 sea la presión atmosférica (760 mm Hg), P2 la presión a la que hierve el agua cuando la temperatura es la temperatura ambiente (elija 20 grados C, aunque la temperatura ambiente varía y puede ser de 18, 20 o 25 grados C según sus preferencias personales). A presión normal (P1, 760 mm Hg), el agua hierve a 100 grados C o 373 K (T1). La temperatura ambiente en Kelvin es 293 K (T2). P2 es lo que estamos buscando. Todo lo que necesita ahora es ta H que es 44 010 J / mol. Por supuesto, R es la constante de los gases. Primero reorganicemos la ecuación:

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

y coloque los valores relevantes en

En P2 / 760 = 44,010 / 8.314 * (1/373 – 1/293) En P2 / 760 = -3.875 P2 / 760 = e ^ -3.875 = 0.0208 P2 = 760 * 0.0210 = ~ 16 mm Hg

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