V tomto článku se s podrobnými informacemi dozvíme, jaký je rozdíl mezi tlakem par a bodem varu.
Graf tlaku par a bodu varu ukazuje exponenciální křivku a označuje také nasycení tlaku par. Zde je tabulka níže, která rozlišuje tlak par vs bod varu: -
| Tlak páry | Bod Varu |
| Tlak par měří počet par přítomných v uvažovaném systému | Bod varu se týká teploty kapaliny, na kterou může její teplota stoupnout |
| Tlak páry měří tlak způsobený výpary | Bod varu měří teplotu kapalin |
| Tlak páry se vyvíjí v důsledku změny fáze z kapaliny na páru | Za změnu fáze je zodpovědný bod varu |
| Tlak páry vede ke kondenzaci páry do kapalného stavu | Při bodu varu se kapalina odpařuje do plynného stavu |
| Je to síla, kterou na systém působí molekuly páry | Při bodu varu se tlak par rovná atmosférickému tlaku |
| Je vidět jak pro pevné, tak i pro kapalné skupenství | Týká se pouze tekutých látek |
| Tlak par lze vypočítat pro systém udržovaný na konstantní teplotě | Bod varu kapaliny se vypočítá udržováním konstantního tlaku |
| Tlak par se mění s teplotou systému | Bod varu se mění s tlakovými podmínkami |
| Kinetická energie částice se přeměňuje na potenciální energii postupně | Potenciální energie se přeměňuje na kinetickou energii při obrovské dodávce tepelné energie |
| Proces zvyšování tlaku par se nazývá odpařování | Přísné dodávání tepla do kapaliny zvýší teplotu kapaliny k bodu varu |
Graf tlaku par a bodu varu
Projekt vařící bod není nic jiného než teplota, při které dochází ke změně fáze a tlak par dosahuje nejvyšší hodnoty při tomto pevném atmosférickém tlaku. Ukažme si tedy graf tlaku par v/s teplota pro kapalinu vroucí za podmínek konstantního tlaku.
Graf tlaku par v/s teplota ukazuje exponenciální křivku, jak se počet par unikajících z kapaliny překonávajících atraktivní mezimolekulární vazby zdvojnásobuje při každém zvýšení teploty kapaliny.
Projekt bod TBP označuje var bodu konkrétní kapaliny na ose x, za bodem varu kapaliny, teplota kapaliny dále neroste, ale dochází pouze k fázové změně z kapaliny na páry. Bod na ose y Vobec představuje bod nasycení tlaku par. Jak se páry ochlazují a kondenzují zpět do kapalné formy. Po dosažení bodu varu kapaliny se tlak par udržuje konstantní.
Jak vypočítat bod varu z tepla vypařování?
Výparné teplo je množství tepelné energie potřebné k přeměně kapalného skupenství hmoty na plynné skupenství.
Bod varu kapaliny lze vypočítat z výparného tepla pomocí Clausiovy – Clapeyronovy rovnice uvedené jako [.
Jaký je bod varu vody v tlakovém hrnci, který funguje při 1.8 baru, pokud je výparné teplo vody 45 kJ/mol?
Zadáno: P2= 1.8 bar
Voda za normálních atmosférických podmínek, která je 1 atm, vře při 1000C, tedy
P1= 1 bar
T1 = 1000C=373.2K
ΔHvap= 45 kJ/mol
Použití Clasiovy – Clapeyronovy rovnice
V P2/P1=-ΔHvap/R(1/T2-1/T1)
In (1.8/1)=-45000/8.314*(1/T2-1/373.2)
In(1.8)=-5412.56(1/T2-0.0027)
0.5878=-5.412(1/T2-0.0027)
-10.86 *105= 1/T2-0.0027
1 / T2= -10.86 * 105-0.0027
1 / T2= 0.00257
T2=1/0.00257 =389.1K
A 389.1 kB = 115.90C
Proto bod varu vody uvnitř tlakového hrnce je 115.90C.
Jak zjistit bod varu z tlaku par?
Bod varu lze zjistit měřením tlaku nasycených par vyvinutých při této teplotě.
Kapalina může mít různé body varu při různém tlaku v systému. Tlak par lze zjistit pomocí Clausiovy – Clapeyronovy rovnice, také z fázových diagramů a graf tlaku par v/s teplota taky.
Jaký je bod varu metanu při tlaku par rovném 2 atm? Vzhledem k výparnému teplu metanu je 8.20 kJ/mol.
Za normálního atmosférického tlaku je bod varu metanu -161.50C.
P1 = 1 atm
P2 = 2 atm
T1 = -161.50C = -161.5 + 273.2 = 111.7 K
ΔHvap= 8.2 KJ/mol
Použití Clausiovy – Clapeyronovy rovnice
To se rovná -1520 C.
Proto se bod varu metanu při tlaku par 2 atm zvyšuje na -1520 C.
Často kladené otázky
Jaké faktory ovlivňují tlak par kapaliny?
Tlak par je způsoben tlakem, který na plochu pociťují páry vypařované ze systému do okolí.
Nejdůležitějším faktorem, na kterém závisí tlak par, je teplota a tepelná energie dodávaná kapalině. Také chemické složení a přidané nečistoty budou měnit tlak par.
Jak tlak par závisí na mezimolekulární vazbě mezi atomy?
Při dodání tepelné energie kapalině se mezimolekulární vazba mezi atomy přeruší a částice se pohybují náhodným pohybem.
Pokud je tato mezimolekulární vazba mezi atomem v případě určité kapaliny nízká, což znamená, že mezi atomy je slabá přitažlivá síla, pak se tyto vazby snadno rozbijí, i když malé množství energie dodané kapalině a tím i tlak par bude vysoká při nízké teplotě.
Jak spolu souvisí bod varu a tlak par?
Páry jsou výsledkem rostoucí teploty kapaliny dodávající teplo.
Při teplotě varu se kapalná fáze přeměňuje na plynnou fázi a při této teplotě se tlak páry vytvořený se rovná atmosférickému tlaku.
Přečtěte si více o Fúze versus štěpná energie.
Také čtení:
- Mění se viskozita s tlakem
- Příklad relativního tlaku
- Příklad tlaku oceánu
- Tlak v dynamické rovnováze
- Příklad částečného tlaku 2
- Příklad absolutního tlaku
- Příklad dynamického tlaku
- Bod tuhnutí a tlak par
- Příklad tlaku par
- Příklad hydrostatického tlaku
Ahoj, jsem Akshita Mapari. Udělal jsem Mgr. ve fyzice. Pracoval jsem na projektech jako Numerické modelování větrů a vln během cyklonu, Fyzika hraček a mechanizované vzrušující stroje v zábavním parku založeném na klasické mechanice. Absolvoval jsem kurz na Arduinu a dokončil jsem několik mini projektů na Arduinu UNO. Vždy rád prozkoumávám nové oblasti v oblasti vědy. Osobně věřím, že učení je větší nadšení, když se učí kreativně. Kromě toho rád čtu, cestuji, brnkám na kytaru, určuji kameny a vrstvy, fotím a hraji šachy.