Förstå koncepten

* Förångning: Detta är processen för en vätska som förändras till en gas.

* arbetet gjort: Inom termodynamik är arbete som utförs av ett system den energi som överförs av systemet på grund av en volymförändring. För en idealisk gas beräknas detta som:

* W =-pΔV (där P är tryck och ΔV är volymförändringen)

* Idealisk gaslag: PV =NRT (där P är tryck, V är volym, N är mol, R är den perfekta gaskonstanten och T är temperatur)

Beräkningar

1. Bestäm den initiala volymen:

* Eftersom vatten är en vätska kan vi ignorera dess ursprungliga volym.

2. Bestäm den slutliga volymen (volymen vattenånga):

* Använd den ideala gaslagen för att hitta volymen på 1 mol vattenånga vid 273 K och 1 atm tryck.

* V =(nrt)/p =(1 mol * 0,0821 l · atm/mol · k * 273 k)/1 atm ≈ 22,4 l

3. Beräkna volymförändringen:

* ΔV =slutvolym - initial volym ≈ 22,4 L - 0 L =22,4 L

4. Beräkna arbetet gjort:

* W =-pΔV =-(1 atm) * (22,4 l) ≈ -22,4 l · atm

Omvandling till Joules

* 1 l · atm =101,325 j

* Därför W ≈ -22,4 L · ATM * 101.325 J/L · ATM ≈ -2270 J

Viktig anmärkning: Denna beräkning antar att förångningsprocessen sker vid konstant tryck (isobarisk).

Slutsats

Det arbete som gjorts när 1 mol vatten förångas mot atmosfärstrycket vid 273 K är ungefär -2270 J. Det negativa tecknet indikerar att arbetet görs * av * systemet (vattenånga) på omgivningen (atmosfären).