Wie wird der Siedepunkt von Wasser auf der Kelvin-Skala berechnet?


Beste Antwort

Vor langer Zeit wurden die Gefrier- und Siedepunkte von Wasser als Temperaturen angenommen, die wir konnten leicht zu verstehen und neu zu produzieren; Die Lücke dazwischen wurde in hundert gleiche Teile geteilt und die Celsius-Skala wurde geboren (später zur Celsius-Skala verfeinert).

Lord Kelvin definierte Null neu als das absolute Fehlen jeglicher Wärmeenergie (Eis ist) Zum Vergleich sehr heiß) Glücklicherweise wurde der Ein-Grad-Schritt von der Celsius-Skala beibehalten (ein Temperaturanstieg von einem Grad Celsius entspricht also einem Temperaturanstieg von einem Kelvin).

Absoluter Null-Kelvin ist ungefähr gleich -273 Grad C; Wenn Sie also null Grad C = 273 K (Eis hat eine Temperatur von 273 K) hinzufügen, addieren Sie einhundert Grad (Celsius oder Kelvin, das spielt keine Rolle) und Sie erhalten 373 K, den Siedepunkt von Wasser.

Wenn das Gedächtnis mir richtig dient, hat die Fahrenheit-Skala den Gefrierpunkt von Meerwasser als Null und die Körpertemperatur des Menschen als 100 Grad F angenommen.

Hinweis: Es ist falsch, „Grad Kelvin“ zu sagen, es ist nur so Kelvin.

Antwort

Die von Ihnen verwendete Gleichung basiert auf der Clausius-Clapeyron-Gleichung (CCE). Diese CCE ist unten gezeigt:

und die modifizierte Form (erhalten durch Subtrahieren einer CCE bei einer Temperatur und eines Drucks von einer zweiten bei einer zweiten Temperatur liegt der Druck darunter.

Beachten Sie Folgendes, um die Einheiten gerade zu halten. P ist der Druck Die Einheiten spielen keine Rolle, denken Sie nur daran, welche Sie verwenden (z. B. mm Hg). Delta H ist in Joule / Mol angegeben und bezieht sich auf die Verdampfungswärme, die für jede Flüssigkeit unterschiedlich ist, R = 8,314 J / mol-K und T muss in Kelvin sein.

OK, um das Problem zu lösen. Lassen wir P1 den atmosphärischen Druck (760 mm Hg) und P2 den Druck sein, bei dem Wasser kocht, wenn die Temperatur Raumtemperatur beträgt (Lassen Sie uns 20 ° C wählen, obwohl die Raumtemperatur variiert und je nach Ihren persönlichen Vorlieben 18, 20 oder 25 ° C betragen kann.) Bei normalem Druck (P1, 760 mm Hg) kocht das Wasser bei 100 ° C oder 373 ° C. K (T1). Die Raumtemperatur in Kelvin beträgt 293 K (T2). P2 ist das, wonach wir suchen. Alles, was Sie jetzt brauchen, ist del ta H, das 44.010 J / mol beträgt. Natürlich ist R die Gaskonstante. Ordnen wir zunächst die Gleichung neu an:

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

und geben Sie die relevanten Werte in

ein In P2 / 760 = 44.010 / 8,314 * (1/373 – 1/293) in P2 / 760 = -3,875 P2 / 760 = e ^ -3,875 = 0,0208 P2 = 760 * 0,0210 = ~ 16 mm Hg

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