Hoe wordt het kookpunt van water op de Kelvin-schaal berekend?


Beste antwoord

Lang geleden werden de vries- en kookpunten van water genomen als temperaturen die we konden gemakkelijk te begrijpen en opnieuw te produceren; de tussenruimte werd verdeeld in honderd gelijke delen en de schaal van Celsius was geboren (later verfijnd tot de schaal van Celsius)

Lord Kelvin definieerde nul opnieuw als de absolute afwezigheid van alle warmte-energie (ijs is erg heet in vergelijking) gelukkig bleef de stap van één graad van de Celsius-schaal behouden (dus een temperatuurstijging van één graad Celsius is hetzelfde als een temperatuurstijging van één Kelvin)

Het absolute nulpunt is ongeveer gelijk aan -273 graden C; dus nul graden C = 273 K (ijs heeft een temperatuur van 273 K) voeg honderd graden (Celsius of Kelvin, het maakt niet uit) en je krijgt 373 K, het kookpunt van water.

Als het geheugen mij goed dient, nam de Fahrenheit-schaal het vriespunt van zeewater als nul en de menselijke lichaamstemperatuur als 100 graden F.

Opmerking: het is onjuist om graden Kelvin te zeggen, het is gewoon Kelvin.

Antwoord

De vergelijking die je hebt gebruikt, is gebaseerd op de Clausius-Clapeyron-vergelijking (CCE). Deze CCE wordt hieronder weergegeven:

en de gewijzigde vorm (verkregen door één CCE bij één temperatuur en druk af te trekken van een seconde bij een tweede temperatuur en de druk is lager.

Let op het volgende om de eenheden recht te houden. P is de druk . De eenheden doen er niet echt toe, onthoud gewoon welke u gebruikt (bijv. Mm Hg). Delta H is in joules / mol en verwijst naar de verdampingswarmte, verschillend voor elke vloeistof, R = 8,314 J / mol-K , en T moet in Kelvin zijn.

OK, dus om het probleem op te lossen. Laten we P1 de atmosferische druk (760 mm Hg) laten zijn, P2 de druk zijn waarbij water kookt als de temperatuur kamertemperatuur is (laten we 20 ° C kiezen, maar de kamertemperatuur varieert en kan 18, 20 of 25 ° C zijn, afhankelijk van uw persoonlijke voorkeuren.) Bij normale druk (P1, 760 mm Hg) kookt water bij 100 ° C of 373 K (T1). Kamertemperatuur in Kelvin is 293 K (T2). P2 is wat we zoeken. Alles wat je nu nodig hebt is del ta H wat 44.010 J / mol is. R is natuurlijk de gasconstante. Laten we eerst de vergelijking herschikken:

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

en plaats de relevante waarden in

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

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *