Sådan bestemmes kogepunkter med tryk

"En overvåget gryde koger aldrig" kan virke som den ultimative truisme, når du laver mad, men under de rigtige omstændigheder koger gryden endnu hurtigere end forventet. Uanset om camping eller kemi, det kan v

Hvis det atmosfæriske tryk er lig med 600 mmHg, og kogepunktet er ukendt ved det tryk, bliver ligningen 100 ° C \u003d BPobs- (600 mmHg-760mmHg) x0.045 ° C /mmHg.
< li> Løsning til kogepunkt

Beregning af ligningen giver 100 ° C \u003d BPobs - (- 160 mmHg) x0.045 ° C /mmHg. Forenklet 100 ° C \u003d BPobs + 7,2. Enhederne på mmHg annullerer hinanden og efterlader enhederne som grader Celsius. Løst til kogepunktet ved 600 mm Hg, ligningen bliver: BPobs \u003d 100 ° C-7,2 ° C \u003d 92,8 ° C. Så kogepunktet for vand ved 600 mm Hg, en højde på cirka 6400 fod over havets overflade, vil være 92,8 ° C eller 92,8x9 ÷ 5 + 32 \u003d 199 ° F.

Advarsler

Ved højere højder kræver det nedre kogepunkt for vand at tilberede mad i længere tid for at sikre tilstrækkelige indre temperaturer. For sikkerheds skyld skal du bruge et kødtermometer til at kontrollere temperaturer.



Ligninger til beregning af kogepunkt

Ligningen beskrevet ovenfor anvender et kendt tryk- og temperaturforhold med en kendt ændring i temperatur med ændring i tryk. Andre metoder til beregning af kogepunkter for væsker baseret på atmosfærisk tryk, som Clausius – Clapeyron-ligningen [ln (P₁ ÷ P₂) \u003d (-L ÷ R) x (1 ÷ T₁ - 1 ÷ T₂)], inkorporerer yderligere faktorer. I Clausius-Clapeyron-ligningen inkorporerer for eksempel ligningen den naturlige log (ln) for starttrykket divideret med sluttrykket, den latente varme (L) af materialet og den universelle gaskonstant (R). Latent varme vedrører tiltrækningen mellem molekyler, en egenskab for det materiale, der påvirker fordampningshastigheden. Materialer med højere latent opvarmning kræver mere energi til at koge, fordi molekylerne har en stærkere tiltrækning til hinanden.
Estimering Kogepunkt

Generelt kan der foretages en tilnærmelse af faldet i kogepunkt for vand baseret på højden. For hver 500 fod stigning i højden falder vandets kogepunkt ca. 0,9 ° F.
Bestemmelse af kogepunkt ved hjælp af nomografer -

En nomograf kan også bruges til at estimere kogepunkterne for væsker. Nomografer bruger tre skalaer til at forudsige kogepunkt. En nomograf viser en kogepunktstemperaturskala, en kogepunktstemperatur ved havstandens trykskala og en generel trykskala.

For at bruge nomografen skal du forbinde to kendte værdier ved hjælp af en lineal og læse den ukendte værdi på den tredje vægt. Start med en af de kendte værdier. For eksempel, hvis kogepunktet ved havoverfladen er kendt, og det barometriske tryk er kendt, skal du forbinde disse to punkter med en lineal. Udvidelse af linjen fra de to tilsluttede kendte viser, hvad kogepunktstemperaturen skal være ved denne højde. Omvendt, hvis kogepunktstemperaturen er kendt, og kogepunktet ved havets overflade er kendt, skal du bruge en lineal til at forbinde de to prikker og forlænge linjen for at finde det barometriske tryk.
Brug af online-regnemaskiner

Flere online-regnemaskiner giver kogepunktstemperaturer i forskellige højder. Mange af disse regnemaskiner viser kun forholdet mellem atmosfærisk tryk og kogepunktet for vand, men andre viser yderligere almindelige forbindelser.
Brug af grafer og tabeller

Der er udviklet grafer og tabeller over kogepunkter for mange væsker . For tabellerne vises væskens kogepunkt for forskellige atmosfæriske tryk. I nogle tilfælde viser tabellen kun en væske og kogepunktet ved forskellige tryk. I andre tilfælde kan der vises flere væsker ved forskellige tryk.

Grafer viser kogepunktskurver baseret på temperatur og barometrisk tryk. Graferne bruger, ligesom nomografen, kendte værdier til at skabe en kurve, eller som med Clausius-Clapeyron-ligningen bruger du den naturlige log for trykket til at udvikle en lige linje. Den grafiske linje viser de kendte kogepunktsforhold, givet et sæt af tryk og temperaturværdier. Når du kender en værdi, skal du følge værdelinjen til den grafiske tryk-temperaturlinie og derefter dreje til den anden akse for at bestemme den ukendte værdi.