W jaki sposób obliczana jest temperatura wrzenia wody w kelwinach?


Najlepsza odpowiedź

Dawno temu jako temperatury można było przyjąć temperaturę zamarzania i wrzenia wody łatwe do zrozumienia i odtworzenia; różnica między nimi została podzielona na sto równych części i narodziła się skala Celsjusza (później udoskonalona, ​​aby stać się skalą Celsjusza)

Lord Kelvin ponownie zdefiniował zero jako absolutny brak całej energii cieplnej (lód jest bardzo gorąco w porównaniu) na szczęście zachowano krok o jeden stopień w skali Celsjusza (więc wzrost temperatury o jeden stopień Celsjusza jest taki sam, jak wzrost temperatury o jeden kelwin)

Bezwzględne zero Kelvina wynosi w przybliżeniu równa -273 stopni C; więc zero stopni C = 273 K (lód ma temperaturę 273 K) dodaj sto stopni (Celsjusza lub Kelvina, to nie ma znaczenia) i otrzymasz 373 K, temperaturę wrzenia wody.

Jeśli pamięć dobrze mi służy, skala Fahrenheita przyjęła punkt zamarzania wody morskiej jako zero, a temperaturę ciała człowieka jako 100 stopni F.

Uwaga: Nie jest prawdą powiedzieć „stopnie Kelvina”, po prostu Kelvin.

Odpowiedź

Równanie, którego użyłeś, jest oparte na równaniu Clausiusa-Clapeyrona (CCE). Ten CCE jest pokazany poniżej:

i zmodyfikowana forma (otrzymana przez odjęcie jednego CCE w jednej temperaturze i ciśnieniu od drugiego przy drugiej temperatura i ciśnienie są niższe.

Zwróć uwagę na następujące kwestie, aby utrzymać jednostki prosto. P to ciśnienie . Jednostki tak naprawdę nie mają znaczenia, po prostu pamiętaj, których używasz (np. Mm Hg). Delta H jest w dżulach / mol i odnosi się do ciepła parowania, innego dla każdej cieczy, R = 8,314 J / mol-K , a T musi być w kelwinach.

OK, przejdźmy do rozwiązania problemu. Niech P1 będzie ciśnieniem atmosferycznym (760 mm Hg), a P2 będzie ciśnieniem, przy którym woda wrze, gdy temperatura jest równa temperaturze pokojowej (wybierzmy 20 st. C, chociaż temperatura w pomieszczeniu jest różna i może wynosić 18, 20 lub 25 st. C w zależności od osobistych preferencji) .Przy normalnym ciśnieniu (P1, 760 mm Hg) woda wrze w temperaturze 100 st. C lub 373 K (T1). Temperatura pokojowa w kelwinach wynosi 293 K (T2). P2 jest tym, czego szukamy. Wszystko, czego teraz potrzebujesz, to del ta H, która wynosi 44.010 J / mol. Oczywiście R jest stałą gazową. Najpierw przestawmy równanie:

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

i umieść odpowiednie wartości w

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

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *