3 رسم بياني لضغط البخار ودرجة الحرارة: عدة رسوم بيانية ورؤى


يقيس ضغط البخار كمية الأبخرة الموجودة في النظام قيد الدراسة.

مع ارتفاع درجة الحرارة ، يتم هروب المزيد والمزيد من الأبخرة من قوى الجذب الجزيئي من الطور السائل إلى الحالة الغازية وبالتالي رفع ضغط البخار. يعطي الرسم البياني لضغط البخار ودرجة الحرارة فكرة عن عدد الجزيئات التي تحولت إلى الشكل الغازي.

ضغط بخار التشبع مقابل الرسم البياني لدرجة الحرارة

كل سائل له نقطة غليان محددة اعتمادًا على التركيب الكيميائي وعدد الروابط الهيدروجينية. فوق نقطة الغليان ، لا ترتفع درجة حرارة السائل ولكن تتحول مرحلة السائل إلى الحالة الغازية.

يتوافق ضغط البخار مع درجة الحرارة أو الطاقة الحرارية الناتجة عن تبخر الأبخرة. ترتفع درجة حرارة السائل إلى درجة غليان السائل ، وبالتالي يتم الحفاظ على ضغط البخار فوق سطح السائل المغلي ثابتًا ، وهذا ما يسمى ضغط بخار التشبع.

الرسم البياني لضغط البخار ودرجة الحرارة
رسم بياني لضغط بخار التشبع v / s درجة الحرارة

إذا نظرنا إلى الرسم البياني أعلاه لضغط البخار v / s درجة الحرارة ، TF هي درجة حرارة يبدأ عندها السائل بالغليان. عند درجة الحرارة هذه ، لا ترتفع درجة حرارة السائل أكثر ويزداد ضغط البخار عند قيمة معينة ويتشبع ، ويشار إلى طول المنحنى على أنه منحنى تشبع ضغط البخار.

بمجرد أن تصل درجة حرارة السائل إلى نقطة الغليان ، تتحول الطاقة الحرارية المستمدة إلى طاقة حركية وتكسر الجزيئات الروابط بين الجزيئات وتتبخر من سطح السائل. ولكن مع تبخر الأبخرة ، يتم إطلاق الطاقة الحرارية للبخار ويبرد البخار ، وفي النهاية يتكثف مكونًا قطرات من السائل ويتدفق إلى الحجم وبالتالي يظل عدد الأبخرة الموجودة فوق سطح السائل ثابتًا وبالتالي نحن قل أن ضغط البخار يشبع عند نقطة الغليان.

ضغط البخار مقابل الرسم البياني لدرجة حرارة الماء

إذا احتفظت بحجم الماء للغليان وقمت بقياس التغيرات في ضغط البخار فوق مستوى الماء المغلي ، فستلاحظ أن ضغط البخار سيزداد أضعافا مضاعفة مع ارتفاع درجة الحرارة.

دعونا نرسم الرسم البياني لضغط البخار v / s درجة حرارة الماء. يتم ملاحظة ضغط البخار لكل 100 درجة مئوية ارتفاع في درجة حرارة الماء من 00 درجة مئوية إلى 1000 درجة مئوية حتى نقطة الغليان من الماء.

درجة الحرارة (T.0 C)ضغط البخار (تور)
04.6
109.2
2017.5
3031.8
4055.3
5092.5
60149
70234
80355
90526
100760
سجل جدول ضغط البخار كل 100ج ـ ارتفاع في درجة حرارة الماء

يوضح الرسم البياني لدرجة حرارة ضغط البخار v / s منحنى أسي. عند نقطة تجمد الماء ، يكون ضغط البخار 4.6 تور والنهائي ضغط البخار والذي يسمى أيضًا ضغط البخار المشبع كما تمت مناقشته أعلاه هو 760 تور.

رسم بياني لضغط البخار v / s درجة حرارة الماء

أبعد من هذا ضغط البخار عند نقطة الغليان من الماء ، لا توجد زيادة أخرى في ضغط البخار لأن أبخرة الماء سوف تتكثف وتتساقط بسبب الجاذبية. مبدئيًا ، عند درجة حرارة منخفضة ، نظرًا لأن كمية الحرارة التي يتم توفيرها للماء أقل ، سيكون القليل جدًا من الأبخرة قادرة على الهروب إلى شكل البخار.

مع استمرار ارتفاع درجة حرارة الماء ، فإن المزيد والمزيد من الجزيئات سوف تكسر الروابط وتهرب إلى الغلاف الجوي في شكل أبخرة حسب درجة الحرارة. ومن ثم ، فإن درجة حرارة الماء تتناسب طرديًا مع ضغط البخار المتولد فوق سطح الماء المغلي.

كيف تجد ضغط البخار من الرسم البياني؟

لقد رأينا أن الرسم البياني لضغط البخار درجة حرارة v / s يوضح السلوك الأسي.

وبالتالي ، فإن منحدر الرسم البياني لـ ln (P) v / s 1 / T سيعطي قيمة نسبة حرارة التبخر وثابت الغاز الذي يمكننا من خلاله إيجاد ضغط البخار.

الدالة الأسية للرسم البياني لدرجة حرارة ضغط البخار v / s يمكننا صياغتها على النحو التالي

حيث A ثابت متعلق بنقطة الغليان

R ثابت غاز يساوي 8.314 J / K.mol

هي حرارة تبخير للسائل P

نحصل على حل هذه المعادلة باستخدام اللوغاريتم ،

هذا في شكل معادلة خطية ،

وبالتالي يمكننا رسم رسم بياني لـ lnP v / s 1 / T وسيعطينا انحدار الرسم البياني قيمة

رسم بياني لـ ln (P) v / s 1 / T

يلبي الرسم البياني أعلاه أيضًا معادلة Clausius - Clapeyron التي وفقًا لها ، يعتمد فرق درجة الحرارة على ضغط بخار النظام.

عند إيجاد ميل هذا الرسم البياني ، سنجد قيمة إدخال هذه القيمة في المعادلة (1) ، ويمكننا إيجاد ضغط البخار في أي درجة حرارة من السائل.

الأسئلة المتكررة

ما حرارة تبخر الكلوروفورم إذا كان ضغط البخار عند 200C تساوي 48 كيلو باسكال وعند -100C هي 10 كيلو باسكال؟

معطى: T1= -100ج = -10 + 273 = 263 ك

T2= 200ج = 20 + 273 = 293 ك

P1= 10 كيلو باسكال

P2= 48 كيلو باسكال

باستخدام معادلة كلاوسيوس - كلابيرون

حرارة تبخير الكلوروفورم هي 32.6 كيلو جول / مول

ما هو ضغط البخار عند درجة حرارة 600C إذا كان ميل الرسم البياني لـ ln (P) v / s معكوس درجة الحرارة يساوي 360.8K؟ ابحث أيضًا عن حرارة التبخر.

ميل الرسم البياني ln (P) v / s 1 / T هو

بالتالي،

T = 600ج = 60 + 273 = 333 ك

نملك،

هكذا ضغط البخار عند درجة حرارة 600C هو 2.95 كيلو باسكال.

أكشيتا ماباري

مرحبًا ، أنا أكشيتا ماباري. لقد حصلت على ماجستير. في الفيزياء. لقد عملت في مشاريع مثل النمذجة العددية للرياح والأمواج أثناء الإعصار ، وفيزياء اللعب وآلات التشويق الآلية في مدينة الملاهي على أساس الميكانيكا الكلاسيكية. لقد تابعت دورة تدريبية حول Arduino وأنجزت بعض المشاريع الصغيرة على Arduino UNO. أحب دائمًا استكشاف مناطق جديدة في مجال العلوم. أنا شخصياً أعتقد أن التعلم يكون أكثر حماساً عندما يتعلم بالإبداع. بصرف النظر عن هذا ، أحب القراءة ، والسفر ، والعزف على الجيتار ، وتحديد الصخور والطبقات ، والتصوير ، ولعب الشطرنج. اتصل بي على LinkedIn - LinkedIn.com/in/akshita-mapari-b38a68122

آخر المقالات

رابط هل يحتوي السيتوبلازم على بروتين؟ 9 حقائق يجب أن تعرفها

هل يحتوي السيتوبلازم على بروتين؟ 9 حقائق يجب أن تعرفها

السيتوبلازم عبارة عن سائل موجود داخل الخلية ومُحاط بغشاء الخلية. دعونا نناقش ما إذا كان السيتوبلازم يحتوي على بروتين أم لا. السيتوبلازم هو سائل شبيه بالهلام يتكون من ...