ความแตกต่างระหว่างความดันบางส่วนและความดันไอ ความแตกต่างระหว่าง
ข้อตกลงทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับปริมาณแรงกดดันที่เกิดจากส่วนประกอบของระบบ แต่ตัวตนของพวกเขาอาจสร้างความสับสนแก่ผู้อื่น มีความแตกต่างชัดเจนระหว่างคำเหล่านี้รวมถึงผลกระทบและอัตลักษณ์ของพวกเขา บทความนี้จะอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างข้อกำหนดเหล่านี้ นอกจากนี้ยังมีตัวอย่างบางส่วนที่จะทำให้กระจ่างต่อการใช้งานดังกล่าว
เริ่มต้นด้วยการเน้นแนวความคิดของความดันก่อนที่เราจะสามารถเจาะลึกความแตกต่างระหว่างความดันไอและแรงกดบางส่วนได้ ความดันถูกกำหนดโดยทางวิทยาศาสตร์ว่าเป็นแรงที่ใช้ต่อพื้นที่ต่อหน่วยของวัตถุหรือสาร นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดเป็นแรงที่ใช้โดยอนุภาคที่ชนกันอยู่และมักวัดด้วย Pascal ในกรณีของการปะทะกันของอนุภาคสมการก๊าซและทฤษฎีจลน์ของก๊าซจะใช้ในการคำนวณความดัน
ความดันไอสามารถใช้กับของเหลวหรือของแข็งได้ เป็นความดันที่เกิดขึ้นจากไอในสภาวะสมดุลของอุณหพลศาสตร์ของเหลวหรือสถานะของแข็งที่อุณหภูมิที่กำหนดในระบบปิดเมื่อทั้งสองไอและของเหลว (ของแข็ง) สัมผัสได้ ความกดดันนี้เกิดขึ้นจากการระเหยซึ่งจะทำให้ความร้อนเพิ่มขึ้นเมื่อของแข็งหรือของเหลว ดังนั้นอุณหภูมิจะถูกใช้เป็นตัววัดการกลายเป็นไอและเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความดันไอ ซึ่งหมายความว่ายิ่งอุณหภูมิที่สูงขึ้นความดันไอจะสูงขึ้นเท่านั้น
ระหว่างการทำให้เป็นไอระเหยโมเลกุลของอากาศจะหลบหนีจากพลังงานจลน์ที่สูงขึ้นไปในอากาศในระบบปิด จากนั้นเมื่ออยู่ในสภาวะสมดุลความดันไอจะเกิดขึ้นระหว่างไอและรูปของเหลวที่ควบแน่น (ของแข็ง) ในการแก้ปัญหาที่แรงระหว่างโมเลกุลลดลงความดันไอมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นและตรงกันข้ามในสารละลายที่แรงระหว่างโมเลกุลแข็งแรงแรงดันไอน้อย
ความดันไออาจเกิดขึ้นได้ในส่วนผสมที่เหมาะตามที่อธิบายไว้ในกฎหมายของ Raoult ระบุว่าความดันไอบางส่วนของส่วนประกอบเฉพาะในของเหลวหรือของแข็งจะเท่ากับความดันไอของส่วนประกอบนั้นคูณด้วยโมลส่วนในส่วนผสมที่อุณหภูมิที่กำหนด ตัวอย่างด้านล่างจะแสดงให้เห็นว่าตัวอย่างที่ 1.
ให้ส่วนผสมที่เหมาะสมคือ 0. 5 โมล เอทานอลและ 1. 5 โมล เมทานอลที่มีความดันไอ 30KPa และ 52KPa ตามลําดับกําหนดความดันไอบางสวนของแตละองคประกอบ
การแก้ปัญหา:
จำนวนโมลทั้งหมดคือ 1. 5mol + 0. 5mol = 2. 0mol ตามกฎหมาย Raoult ความดันไอบางส่วนจะเท่ากับความดันไอคูณด้วยเศษโมลของส่วนประกอบเฉพาะนั้นในกรณีนี้ P
methanol
= 1. 5/2 * 52 = 39KPa และ P เอทานอล = 0. 5/2 * 30 = 7. 5KPa เมื่อคุณมีแรงดันไอบางส่วนของส่วนประกอบในส่วนผสมคุณจะได้รับความดันไอโดยรวมด้วยกัน ในเรื่องนี้ 7 5 + 39 ให้ 46 ความดันไอ 5KPa รวมของส่วนผสมของเอทานอลและสารละลายเมทานอล ปัจจัยที่มีผลต่อความดันไอ
ตัวโมเลกุล
ดังที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้นแล้วชนิดของแรงโมเลกุลจะกำหนดปริมาณความดันไอที่จะกระทำ หากกำลังแรงขึ้นแรงดันไอจะน้อยลงและหากแรงที่ลดลงแรงดันไอจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นองค์ประกอบของของเหลวหรือของแข็งจะส่งผลต่อความดันไอ
อุณหภูมิ
อุณหภูมิสูงกว่าจะนำไปสู่ความดันไอสูงกว่าเนื่องจากจะกระตุ้นการเคลื่อนไหวของพลังงานจลน์เพื่อทำลายโมเลกุลเพื่อให้โมเลกุลสามารถหลบหนีพื้นผิวของเหลวได้อย่างรวดเร็ว เมื่อความดันไอ (ความดันไออิ่มตัว) เท่ากับความดันภายนอก (ความดันบรรยากาศ) ของเหลวจะเริ่มเดือด อุณหภูมิต่ำกว่าจะส่งผลให้ความดันไอต่ำและต้องใช้เวลาในการต้มน้ำ
กฎหมายความดันบางส่วนของดัลตัน
แรงกดบางส่วนคืออะไร?
แนวคิดของความกดดันบางส่วนได้รับการเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง John Dalton ก่อน มันก่อให้เกิดกฎแห่งความกดดันบางส่วนซึ่งระบุว่าความดันทั้งหมดที่เกิดจากการผสมผสานของก๊าซที่เหมาะจะเท่ากับผลรวมของแรงกดบางส่วนของก๊าซแต่ละชนิด สมมติว่าภาชนะบรรจุที่เต็มไปด้วยไฮโดรเจนก๊าซไนโตรเจนและออกซิเจนความดันรวม P
TOTAL,
จะเท่ากับผลรวมของออกซิเจนไนโตรเจนและไฮโดรเจน แรงดันบางส่วนของก๊าซใด ๆ ในส่วนผสมนั้นคำนวณโดยการคูณความดันทั้งหมดโดยเศษโมลของแต่ละแก๊ส สรุปความกดดันบางส่วนคือความดันที่เกิดจากก๊าซเฉพาะในส่วนผสมเช่นเดียวกับการทำหน้าที่เพียงอย่างเดียวในระบบ ดังนั้นคุณจึงละเว้นก๊าซอื่น ๆ เมื่อพิจารณาความดันบางส่วนของแต่ละแก๊ส ทฤษฎีนี้สามารถตรวจสอบโดยการฉีด, กล่าวว่า 0 6atm ของ O 2
ในภาชนะ 10 0 L ที่ 230K แล้วฉีด 0 4atm N 2 ในภาชนะเดียวกัน มีขนาดเท่ากันที่อุณหภูมิเดียวกันและรวมเข้าด้วยกันเพื่อวัดความดันทั้งหมด มันจะเป็นผลรวมของทั้งสองแก๊ส นี่แสดงให้เห็นถึงความดันบางส่วนของก๊าซแต่ละชนิดในส่วนผสมของก๊าซที่ไม่เป็นปฏิกิริยา การคำนวณแรงกดบางส่วน การคำนวณความดันบางส่วนเป็นเรื่องง่ายอย่างยิ่งเนื่องจากกฎหมายของดาลตัน [1] ให้ข้อบังคับสำหรับเรื่องนี้ ข้อมูลจะขึ้นอยู่กับข้อมูลทั่วไป ถ้าตัวอย่างเช่นความดันรวมจะได้รับสำหรับการผสมของก๊าซ A และ B รวมทั้งความดันของก๊าซ A แรงดันบางส่วนของ B สามารถคำนวณได้โดยใช้ P
รวม
= P A + P B ส่วนที่เหลือเป็น manipulations เกี่ยวกับพีชคณิต แต่ในกรณีที่ได้รับความดันรวมของส่วนผสมเท่านั้นคุณสามารถใช้เศษโมลาร์ของก๊าซ B เพื่อหาแรงกดบางส่วนได้ส่วนโมลาร์ซึ่งแสดงด้วย X สามารถหาได้โดยการหารโมลของแก๊สบีโดยรวมโมลของแก๊สผสม จากนั้นหาแรงกดบางส่วนคุณจะคูณเศษส่วนโมเลกุล X โดยความดันทั้งหมด ตัวอย่างด้านล่าง elaborates ที่ ตัวอย่างที่ 2. ผสมไนโตรเจนและออกซิเจนกับ 2 5 โมลและ 1. 85 มัยตามลำดับฉีดเข้าไปในภาชนะบรรจุขนาด 20 0 ลิตรโดยมีแรงกดรวม 4ATm; คำนวณแรงดันบางส่วนที่กระทำโดยก๊าซออกซิเจน
การแก้ปัญหา:
จำนวนโมลทั้งหมดในส่วนผสมคือ 2. 5 + 1. 85 = 4. 35 ม. ดังนั้นเศษโมเลกุลของออกซิเจน, X
o
จะเป็น 1. 85 moles / 4 35 โมล = 0. 425 โมล ความดันบางส่วนของออกซิเจนจะเท่ากับ 0. 425 * 4atm = 1. 7atm ความดันบางส่วนของก๊าซที่เหลือสามารถคำนวณได้ตามวิธีเดียวกันหรือสามารถคำนวณได้โดยการใช้ก๊าซออกซิเจนและความดันรวมตามที่ได้อธิบายไว้ในกฎหมายความดันบางส่วนของดาลตันว่าความดันรวมของก๊าซที่ไม่เป็นปฏิกิริยาจะเท่ากับผลรวมของ ความกดดันบางส่วน ความแตกต่างระหว่างความดันไอและความดันบางส่วน จากคำอธิบายข้างต้นเห็นได้ชัดว่าความดันไอและแรงกดบางส่วนเป็นแรงกดดันที่แตกต่างกันสองระดับ ความดันไอใช้กับของเหลวและของแข็งในขณะที่ความดันบางส่วนใช้กับระยะก๊าซ ความดันไอถูกกระทำในการเปลี่ยนเฟสหลังจากเติมความร้อนเพียงพอลงในสารละลายแล้วนำไปสู่โมเลกุลที่จะหลบหนีในระบบปิด
ความแตกต่างหลักระหว่างแรงกดบางส่วนและความดันไอคือความดันบางส่วนคือความดันที่เกิดจากก๊าซแต่ละชนิดในส่วนผสมเช่นเดียวกับในระบบนั้นในขณะที่ความดันไอหมายถึงความดันที่เกิดจากไอในตัวของมัน สภาวะสมดุลของอุณหพลศาสตร์กับสภาวะของเหลวหรือของแข็งที่ควบแน่น ตารางด้านล่างแสดงการเปรียบเทียบแรงกดดันเหล่านี้ให้กระชับ
ความดันไอ
ความดันบางส่วน
| กระทำโดยไอของของเหลวหรือของแข็งในเฟสที่ควบแน่นในสภาวะสมดุล | มันถูกใช้โดยก๊าซแต่ละชนิดในสารละลายแก๊สที่ไม่เป็นปฏิกิริยา กฎหมาย |
| อธิบายได้ดีจากกฎหมายของดาลตัน | สามารถใช้งานได้ในขั้นตอนของแข็งและของเหลว |
| สามารถใช้งานได้เฉพาะในขั้นตอนของก๊าซเท่านั้น | ไม่ขึ้นกับพื้นผิวหรือปริมาตรของระบบ |
| คำนวณโดยใช้ก๊าซในลักษณะเดียวกัน ปริมาตร | คำนวณโดยใช้เศษโมลของตัวทำละลาย |
| คำนวณโดยใช้เศษโมลของแก๊ส | ห่อ! |
| ความดันไอและแรงกดบางส่วนเป็นคำศัพท์ทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญสองข้อที่ใช้ในการกำหนดผลกระทบของแรงที่ใช้โดยไอและก๊าซตามลำดับในระบบปิดที่อุณหภูมิเฉพาะ ความแตกต่างหลักของพวกเขาคือพื้นที่การประยุกต์ใช้ที่มีความดันไอใช้กับของเหลวหรือของแข็งขั้นตอนในขณะที่ความดันบางส่วนถูกนำไปใช้ในแต่ละก๊าซในส่วนผสมของก๊าซเหมาะในปริมาณที่กำหนด | แรงดันบางส่วนคำนวณได้ง่ายโดยทำตามกฎหมายความดันบางส่วนของดาลตันในขณะที่ความดันไอถูกคำนวณโดยการใช้กฎหมาย Raoultในส่วนผสมใดก็ตามส่วนประกอบของแก๊สแต่ละตัวจะสร้างแรงดันของตัวเองซึ่งเรียกว่าแรงดันบางส่วนที่เป็นอิสระจากก๊าซอื่น ๆ และเมื่อคุณเพิ่มโมลของส่วนประกอบใด ๆ ที่มีอุณหภูมิเหลือคงที่คุณจะเพิ่มแรงกดบางส่วนขึ้น ตามความสัมพันธ์ของ Clausius-Clapeyron [2] ความดันไอจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น |
