المادة: المعادلة المستخدمة لحساب ضغط البخار مع تغير ضغط البخار مع مرور الوقت معروفة باسم معادلة كلاوسيوس-كلابيرون (التي سميت على اسم الفيزيائيين رودولف كلاوسيوس وبينوا بول إميل كلابيرون). هذه هي الصيغة التي سوف تستخدمها لحل أكثر أنواع المشاكل شيوعا من ضغط البخار ستجد في الفيزياء والكيمياء. الصيغة تبدو هكذا: ln(P1/P2) = (ΔHvap/R) في هذه الصيغة ، تشير المتغيرات إلى: ΔHvap: إنتالبي تبخير السائل. هذا عادة ما يمكن العثور عليه في جدول في الجزء الخلفي من كتب الكيمياء. R: ثابت الغاز الحقيقي، أو 8.314 J/(K × Mol). T1: درجة الحرارة التي يعرف فيها ضغط البخار (أو درجة الحرارة الأولية.) T2: درجة الحرارة التي يتم العثور على ضغط البخار (أو درجة الحرارة النهائية.) P1 و P2: ضغوط البخار عند درجات الحرارة T1 و T2 ، على التوالي. معادلة كلاوسيوس-كلابييرون تبدو صعبة لأنها تحتوي على العديد من المتغيرات المختلفة، لكنها في الواقع ليست صعبة جداً عندما يكون لديك المعلومات الصحيحة. أكثر المشاكل أساسية ضغط البخار سوف تعطيك اثنين من قيم الحرارة وقيمة الضغط أو اثنين من قيم الضغط وقيمة درجة الحرارة <unk> بمجرد أن يكون لديك هذه، حل هو قطعة من الكعكة. على سبيل المثال، دعونا نقول أن لدينا حاوية مليئة بالسائل عند 295 كيلو فايت و ضغط بخارها هو 1 جو (أطم). السؤال الذي نطرحه هو: ما هو ضغط البخار عند 393 كيلو فايت؟ لدينا قيم درجة حرارة وضغط، لذا يمكننا حل قيمة الضغط الأخرى مع معادلة كلاوسيوس-كلابيرون. إذا قمنا بتوصيل متغيراتنا، نحصل على ln(1/P2) = (ΔHvap/R) (((1/393) - (1/295)). لاحظ أنه بالنسبة لمعادلات كلاوسيوس-كلابييرون، يجب عليك دائمًا استخدام قيم درجة حرارة كلفن. يمكنك استخدام أي قيم ضغط طالما أنها هي نفسها لكل من P1 و P2. تحتوي معادلة كلاوسيوس-كلابيرون على ثابتين: R و ΔHvap. R دائماً يساوي 8.314 J/(K × Mol). لكن ΔHvap (إنتالبي التبخير) يعتمد على مادة ضغط البخار الذي تختبره. كما ذكر أعلاه ، يمكنك عادة العثور على قيم ΔHvap لمجموعة كبيرة من المواد المختلفة في الجزء الخلفي من كتب الكيمياء أو الفيزياء ، أو على الإنترنت (مثل ، على سبيل المثال ، هنا.) في مثالنا، دعونا نقول أن السائل لدينا هو الماء السائل النقي. إذا نظرنا في جدول لقيم ΔHvap، يمكننا أن نجد أن ΔHvap حوالي 40.65 kJ/mol. وبما أن قيمة الهيدروجين تستخدم الجولات بدلاً من الكيلوجولات، يمكننا تحويل هذا إلى 40650 ج/مول. إذا قمنا بوضع الثوابت في معادلتنا، نحصل على ln{\displaystyle ln{\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt {\sqrt } } } } } } = (40,650/8,314) } بمجرد أن يكون لديك كل المتغيرات في المعادلة متصلة باستثناء واحد كنت تحل ل، المضي قدما في حل المعادلة وفقا لقواعد الجبر العادي. الجزء الصعب الوحيد لحل معادلتنا (ln(1/P2) = (40,650/8.314) (((1/393) - (1/295))) هو التعامل مع اللوغاريتم الطبيعي (ln). لإلغاء اللوغاري الطبيعي، ببساطة استخدم كلا الجانبين من المعادلة كعامل للمستمر الرياضي e. بعبارة أخرى، ln(x) = 2 → eln(x) = e2 → x = e2. الآن، دعونا نحل معادلتنا: ln(1/P2) = (40,650/8.314) (((1/393) - (1/295)) ln(1/P2) = (4,889.34) ((-0.00084) (1/P2) = e(-4.107) 1/P2 = 0.0165 P2 = 0.0165-1 = 60.76 atm هذا منطقي <unk> في حاوية مغلقة، زيادة درجة الحرارة بنحو 100 درجة (حوالي 20 درجة فوق نقطة الغليان من الماء) سوف تخلق الكثير من البخار، وزيادة الضغط بشكل كبير ما هو خلاصة ما تدور عنه هذه المقالة؟
اكتب معادلة كلاوسيوس-كلابيرون ضعي المتغيرات التي تعرفينها ضعي ثوابتك حل المعادلة