Beregn W og delta e Når en mol af en væske fordampes ved dens kogepunkt?

Antagelser:

* Konstant tryk: Vi antager, at fordampningen forekommer ved konstant atmosfærisk tryk.

* ideel gasadfærd: Vi antager, at dampen opfører sig ideelt.

Nøglekoncepter:

* arbejde (W): I dette tilfælde skyldes det udførte arbejde ekspansion mod det konstante atmosfæriske pres. For en ideel gas beregnes arbejdet som:`w =-p * Delta V` hvor:

* `P` er det ydre tryk (atmosfærisk tryk).

* `Delta V` er ændringen i volumen under fordampning.

* intern energi (Delta E): Dette repræsenterer ændringen i systemets samlede energi. For en proces ved konstant pres kan det relateres til enthalpi (Delta H) af:`Delta E =Delta H - P * Delta V`

* entalpi af fordampning (Delta HVAP): Dette er den mængde varme, der kræves for at fordampe en mol væske ved dens kogepunkt.

Beregninger:

1. arbejde (W):

* Ændringen i volumen (Delta V) er forskellen i volumen mellem dampen og væsken. Da væskevolumen er ubetydelig sammenlignet med dampvolumen, kan vi tilnærme `Delta V` som volumen på en mol damp.

* Ved hjælp af den ideelle gaslov (`PV =NRT`) kan vi beregne volumen af ​​dampen:` V =NRT/P '.

* Udskiftning i arbejdsligningen:`w =-p * (nrt/p) =-nrt`

* For en mol (n =1):`w =-rt`.

2. intern energi (Delta E):

* Ved hjælp af forholdet `Delta E =Delta H - P * Delta V`, kan vi erstatte:

* `Delta E =Delta HVAP - (-nrt)`

* For en mol:`Delta E =Delta HVAP + RT`

Nøglepunkter:

* Tegnskonventioner: Arbejde udført af systemet (ekspansion) er negativt.

* entalpi af fordampning: Værdien af ​​`Delta HVAP 'er en specifik egenskab for stoffet og skal ses op.

* Temperatur: Temperaturen skal være i Kelvin.

Eksempel:

Lad os sige, at entalpien af ​​fordampning af vand er 40,7 kJ/mol, og dets kogepunkt er 100 ° C (373 K). Vi kan beregne:

* `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`

Konklusion:

Når en mol væske fordampes ved sit kogepunkt:

* Arbejdet udført af systemet (W) er negativt, hvilket indikerer udvidelse.

* Ændringen i intern energi (Delta E) er positiv, hvilket indikerer, at systemet har absorberet energi.

Fortæl mig, hvis du gerne vil beregne disse værdier for et specifikt stof!