Antaganden:
* konstant tryck: Vi antar att förångningen sker vid konstant atmosfärstryck.
* Idealiskt gasbeteende: Vi antar att ångan uppför sig idealiskt.
Nyckelkoncept:
* Work (W): I det här fallet beror det arbete på utvidgningen mot det ständiga atmosfärstrycket. För en idealisk gas beräknas arbetet som:`w =-p * delta v` där:
* `P` är det yttre trycket (atmosfärstrycket).
* `Delta V` är förändringen i volym under förångning.
* Intern energi (Delta E): Detta representerar förändringen i systemets totala energi. För en process vid konstant tryck kan det relateras till entalpi (delta h) av:`delta e =delta h - p * delta v`
* entalpi av förångning (Delta HVAP): Detta är mängden värme som krävs för att förånga en mol vätska vid dess kokpunkt.
Beräkningar:
1. Work (W):
* Volymförändringen (Delta V) är skillnaden i volym mellan ångan och vätskan. Eftersom vätskevolymen är försumbar jämfört med ångvolymen, kan vi ungefärliga "delta v" som volymen på en mol av ångan.
* Med hjälp av den ideala gaslagen (`pv =nrt`) kan vi beräkna ångvolymen:` v =nrt/p`.
* Ersätter i arbetsekvationen:`w =-p * (nrt/p) =-nrt`
* För en mol (n =1):`w =-rt`.
2. Intern energi (Delta E):
* Med hjälp av förhållandet `delta e =delta h - p * delta v` kan vi ersätta:
* `delta e =delta hvap - (-nrt)`
* För en mullvad:`delta e =delta hvap + rt`
Nyckelpunkter:
* Signkonventioner: Arbetet som utförs av systemet (expansion) är negativt.
* entalpi av förångning: Värdet på `Delta HVAP 'är en specifik egenskap hos ämnet och kommer att behöva letas upp.
* Temperatur: Temperaturen 'T' måste vara i Kelvin.
Exempel:
Låt oss säga att entalpin för förångning av vatten är 40,7 kJ/mol och dess kokpunkt är 100 ° C (373 K). Vi kan beräkna:
* `w =-rt =-(8.314 j/mol * k) * (373 k) =-3100 j/mol`
* `Delta E =Delta HVAP + RT =(40,7 kJ/mol) + (8.314 J/mol * K) * (373 K) =43,6 kJ/mol`
Slutsats:
När en mol vätska förångas vid dess kokpunkt:
* Det arbete som utförts av systemet (W) är negativt, vilket indikerar expansion.
* Förändringen i intern energi (delta E) är positiv, vilket indikerar att systemet har absorberat energi.
Låt mig veta om du vill beräkna dessa värden för ett specifikt ämne!
