Совет 1: Как определить плотность насыщенного пара

Для насыщенного пара над жидкостью справедливо уравнение Менделеева-Клапейрона. Поэтому, зная температуру, можно рассчитать плотность насыщенного пара. Она увеличивается с повышением температуры и не зависит от объема жидкости.
Вам понадобится
  • - бумага;
  • - калькулятор;
  • - ручка;
  • - давление газа (из условия задачи или в таблице);
  • - температура, при которой нужно определить плотность
  • - периодическая таблица Менделеева.
Инструкция
1
Запишите на бумаге уравнение Менделеева-Клапейрона для идеальных газов: PV=(m/M)RT . Его можно использовать и для насыщенного пара, но как только плотность газа становится сравнимой с плотностью насыщенного пара, данное уравнение нельзя использовать в расчете – оно покажет неверный результат. Другим газовым законам насыщенный пар не подчиняется.
2
Из записанного уравнения выведите плотность насыщенного пара. Она равна массе, деленной на объем. Поэтому уравнение преобразуется: P= (p нас. пара/M)RT. Отсюда можно записать формулу для нахождения плотности насыщенного пара: p= PM/RT . Здесь P – это давление газа. Его табличное значение обычно дается в условии задачи и зависит от температуры. Если не дано, то найдите в таблице для вашей температуры. R – это универсальная газовая постоянная, равна 8,31 Дж/(К*моль).
3
Если вам известна температура в градусах Цельсия, то переведите ее в градусы Кельвина (обозначается К). Для этого прибавьте 273 к известной температуре, так как -273 – это абсолютный ноль по шкале Кельвина.
4
Найдите молярную массу жидкости M. Ее можно рассчитать с помощью периодической таблицы Менделеева. Молярная масса вещества численно равна молекулярной. Найдите в таблице значения атомных масс всех элементов, содержащихся в веществе, и умножьте на количество соответствующих атомов в молекуле. Сумма полученных значений даст молекулярную массу вещества.
5
Подставьте в последнее выражение все известные значения. Давление P нужно подставлять в Па. Если по условию дано в кПа, то умножьте его на 1000. Молярную массу при подстановке переведите в кг/моль (разделите на 1000), так как в периодической таблице она дана в г/моль. С помощью калькулятора рассчитайте значение плотности насыщенного пара. Результат получается в кг/м3.

Совет 2: Как найти давление насыщенного пара

Насыщенный пар находится в динамическом равновесии с жидкостью или твердым телом такого же химического состава. Давление насыщенного пара зависит от других показателей пара: к примеру, температурная зависимость давления насыщенного пара позволяет судить о температуре кипения вещества.
Вам понадобится
  • - сосуд;
  • - ртуть;
  • - пипетка;
  • - вода;
  • - спирт;
  • - трубки;
  • - эфир.
Инструкция
1
Количество молекул, вылетающих за одну секунду с единицы площади поверхности жидкости, напрямую зависит от температуры этой жидкости. При этом количество молекул, возвращающихся из пара в жидкость, обусловлено концентрацией пара и скоростью теплового движения его молекул. А значит, концентрация молекул пара при равновесии пара и жидкости зависит от равновесной температуры.
2
Поскольку давление пара находится в зависимости с его температурой и концентрацией, напрашивается вывод: давление насыщенного пара зависит лишь от температуры. С увеличением температуры возрастает давление насыщенного пара, а также его плотность, при этом же плотность жидкости из-за теплового расширения уменьшается.
3
Давление насыщенных паров разных жидкостей при одинаковой температуре может сильно отличаться. Убедиться в этом поможет проведенный опыт.
4
В сосуд, в котором находится ртуть, опустите несколько барометрических трубок. Трубка а будет служить барометром. Трубку b при помощи пипетки наполните водой, в трубку c введите спирт, а в трубку d – эфир.
5
Наблюдайте за происходящим. Так, в трубке b часть воды в «торричеллиевой пустоте» очень быстро испарится, а оставшаяся часть скопится над ртутью в виде жидкости (это признак того, что над ртутью находится насыщенный водяной пар).
6
Сравните высоту ртутного столба в барометре с высотой ртути в трубках b, c и d. Разность между высотой столба ртути в каждой из трех трубок и высотой ртутного столба в барометре и будет показателем давления насыщенного пара этой жидкости. Проведенный опыт доказывает, что наибольшим давлением в этом случае обладают насыщенные пары эфира, а наименьшим – водяные пары.
7
Если температура в закрытом сосуде достигает критического значения (Ткр) для вещества, которое в нем находится, то плотность его жидкости и пара становятся одинаковыми. Последующее увеличение температуры приводит к исчезновению физических различий между жидкостью и насыщенным паром.
Обратите внимание
Соблюдайте осторожность при работе с ртутью: этот металл токсичен!
Совет полезен?
С повышением температуры в насыщенном паре увеличивается средняя кинетическая энергия движения молекул, а также их концентрация. Ввиду этого при увеличении температуры давление насыщенного пара значительно быстрее возрастает, чем давление идеального газа.
Источники:
  • Испарение, конденсация, кипение. Насыщенные и ненасыщенные пары
Источники:
  • плотность пара
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500