Como é calculado o ponto de ebulição da água na escala de Kelvin?


Melhor resposta

Há muito tempo, os pontos de congelamento e ebulição da água eram considerados como temperaturas que poderíamos compreender e reproduzir facilmente; a lacuna entre foi dividida em cem partes iguais e a escala centígrada nasceu (mais tarde refinada para se tornar a escala Celsius)

Lord Kelvin redefiniu o zero como a ausência absoluta de toda a energia térmica (o gelo é muito quente em comparação) felizmente, o degrau de um grau da escala Celsius foi mantido (portanto, um aumento na temperatura de um grau Celsius é o mesmo que um aumento de temperatura de um Kelvin)

Zero absoluto Kelvin é aproximadamente igual a -273 graus C; então, zero graus C = 273 K (o gelo tem uma temperatura de 273 K) acrescente cem graus (Celsius ou Kelvin, não importa) e você obtém 373 K, o ponto de ebulição da água.

Se a memória não me falha, a escala Fahrenheit considerou o ponto de congelamento da água do mar como zero e a temperatura do corpo humano como 100 graus F.

Nota: É incorreto dizer “graus Kelvin”, é apenas Kelvin.

Resposta

A equação que você usou é baseada na equação de Clausius-Clapeyron (CCE). Este CCE é mostrado abaixo:

e a forma modificada (obtida subtraindo um CCE a uma temperatura e pressão de um segundo em uma segunda temperatura e a pressão está abaixo.

Observe o seguinte para manter as unidades retas. P é a pressão . As unidades não importam realmente, apenas lembre-se de qual você está usando (por exemplo, mm Hg). Delta H está em joules / mol e se refere ao calor de vaporização, diferente para cada líquido, R = 8,314 J / mol-K e T deve estar em Kelvin.

Ok, então vamos resolver o problema. Vamos ser P1 a pressão atmosférica (760 mm Hg), P2 a pressão na qual a água ferve quando a temperatura é a temperatura ambiente (vamos escolher 20 graus C, embora a temperatura ambiente varie e possa ser 18, 20 ou 25 graus C, dependendo de suas preferências pessoais). À pressão normal (P1, 760 mm Hg), a água ferve a 100 graus C ou 373 K (T1). A temperatura da sala em Kelvin é de 293 K (T2). P2 é o que estamos procurando. Tudo que você precisa agora é del ta H que é 44.010 J / mol. Claro, R é a constante do gás. Primeiro, vamos reorganizar a equação:

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

e colocar os valores relevantes em

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

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