تبلیغات
انجمن علمی شیمی دانشگاه زنجان - رابطه فشار بخار مایع و نقطه جوش
چهارشنبه 10 خرداد 1391

رابطه فشار بخار مایع و نقطه جوش

   نوشته شده توسط: انجمن علمی شیمی دانشگاه زنجان    نوع مطلب :شیمی فیزیک ،

فشار بخار
مولکولهای یک مایع دارای انرژی جنبشی هستند و انرژی جنبشی مولکول معینی از یک مایع ضمن برخورد با سایر مولکولها دائما تغییر می‌کند. در یک لحظه معین تعدادی از مولکولها دارای انرژی نسبتا زیاد و تعدادی دارای انرژی نسبتا کمی هستند مولکولهایی که انرژی جنبشی آنها زیاد است می‌توانند بر نیروی جاذبه مولکولهای اطراف خود غلبه کرده و از سطح مایع فرار کرده و وارد فاز گاز می‌شوند.

اگر مایع در حال تبخیر در یک ظرف سربسته‌ای محبوس باشد مولکولهای بخار نمی‌توانند از نزدیکی مایع دور شوند و تعدادی از مولکولهای بخار به فاز مایع بر می‌گردند سرانجام حالتی پیش می‌آید که در آن سرعت فرار مولکولها از فاز مایع به بخار (تبخیر) و سرعت برگشت مولکول از فاز بخار به مایع (میعان) برابر می‌شود. فشار بخاری که در دمای معین با مایع خود در حال تعادل است، فشار بخار نامیده می‌شود.

قانون رائول
فشار بخار یک محلول ایده آل وابسته به فشار بخار اجزاء شیمیایی و کسر مولی اجزاء موجود در محلول است.

تغییرات فشار بخار حلال برابر است با حاصل ضرب کسر مولی جسم حل شونده در فشار بخار اولیه در دمای ثابت.


نقطه جوش یک مایع
نقطه جوش یک مایع به صورت درجه حرارتی تعریف می‌شود که در آن فشار بخار مایع برابر با فشار بیرونی باشد. چنانچه فشار خارج 760 میلیمتر جیوه باشد. یک مایع وقتی خواهد جوشید که فشار بخار آن برابر با این مقدار باشد. برای مثال آب وقتی از دمای 100Cْ خواهد جوشید که فشار خارجی و فشار بخار آن برابر با 760 مییلیمتر جیوه باشد. در فشار 526 میلیمتر جیوه آب در 90Cْ می‌جوشد و اگر فشار را به 9.2 میلیمتر برسانیم نقطه جوش آب در 10Cْ خواهد بود به این علت است که نقطه جوش آب در ارتفاعات کمتر از مناطق نزدیک به سطح دریا می‌باشد.

چگونگی جوشیدن یک مایع
وقتی که فشار بخار یک مایع با فشار جو برابر می شود، مایع شروع به جوشیدن می‌کند. در این دما ، بخار حاصل در داخل مایع سبب ایجاد حباب و غلیان خاص جوشش می‌شود. تشکیل حباب در دمای پایینتر از نقطه جوش غیر‌ ممکن است، زیرا فشار جو بر سطح مایع که بیش از فشار داخل آن است، مانع از تشکیل حباب می‌شود. دمای مایع در حال جوش تا هنگامی که تمام مایع بخار نشده است، ثابت می‌ماند در یک ظرف بدون درپوش حداکثر فشار بخاری که هر مایع می‌تواند داشته باشد برابر با فشار جو می‌باشد.
فشار بخار هر مایع تنها از روی دما معین می‌شود. بنابراین اگر فشار بخار ثابت باشد دما نیز ثابت است. برای ثابت ماندن دمای یک مایع در حال جوش باید به آن گرما داده شود. زیرا در فرایند جوش مولکولهای با انرژی زیاد از مایع خارج می‌شوند. اگر سرعت افزایش گرما بیش از حداقل لازم برای ثابت نگهداشتن دمای مایع در حال جوش باشد، سرعت جوشش زیاد می‌شود ولی دمای مایع بالا نمی رود. 

تاثیر فشار در نقطه جوش
نقطه جوش یک مایع با تغییر فشار خارجی تغییر می‌کند. نقطه جوش نرمال یک مایع ، دمایی است که در آن فشار بخار مایع برابر با یک اتمسفر باشد. نقطه جوش داده شده در کتابهای مرجع ، نقاط جوش نرمال می‌باشند. نقطه جوش یک مایع را می‌توان از منحنی فشار بخار آن بدست آورد و آن دمایی است که در آن فشار بخار مایع با فشار وارد بر سطح آن برابری می‌کند.
نوسانات فشار جو در یک موقعیت جغرافیایی ، نقطه جوش آب را حداکثر تا 2Cْ تغییر می‌دهد. ولی تغییر محل ممکن است باعث تغییرات بیشتر شود، متوسط فشاری که هواسنج در سطح دریا نشان می‌دهد یک اتمسفر ، ولی در ارتفاعات بالاتر کمتر از این مقدار است. مثلا در ارتفاع 5000 پایی از سطح دریا متوسط فشاری که فشارسنج نشان می‌دهد 0.836 atm   است و نقطه جوش آب در این فشار 95.1Cْ می‌باشد.
مولکولها در فاز گازی به سرعت حرکت میکنند و دائما به دیواره ظرف بر می خورند و منجر به وارد کردن فشار به دیواره آن می شوند میزان این فشار در یک درجه حرارت معین را فشار بخار تعادل جسم مایع در آن درجه می نامند. این فشار بخار به درجه حرارت بستگی دارد. این بستگی به آسانی با تمایل گریز مولکولها از مایع قابل توجیه است. با ازدیاد درجه حرارت انرژی جنبشی متوسط مولکولها افزایش می یابد و فرار آنها به فاز گازی آسان میشود. سرعت ورود مجدد مولکولها نیز رو به افزایش می رود و به زودی در درجه حرارت بالاتر تعادل برقرار می شود. ولی در این حال تعداد مولکولها در فاز گازی از تعداد آنها در درجه حرارت پایین تر بیشتر است و در نتیجه فشار بخار زیادتر است.
 اکنون نمونه مایعی را در نظر بگیرید که در یک درجه حرارت معین در ظرف سر گشاده ای قرار دارد و مولکولهای فاز بخار در بالای مایع می توانند از محوطه ظرف خارج شوند. بخاری که در بالای این نمونه است از مولکولهای هوا و نمونه تشکیل شده است. طبق قانون فشارهای جزئی دالتون، فشار کل (خارجی) در بالای مایع برابر با فشارهای جزئی نمونه و هوا است:

فشار جزئی نمونه برابر با فشار بخار تعادل آن در درجه حرارت معین است. اگر درجه حرارت بالا رود (بدین ترتیب فشار بخار تعادل نمونه زیاد میشود)، تعداد مولکولهای نمونه در فضایی که در بالا و نزدیک مایع است افزایش می یابد و در نتیجه مقداری از هوا جابجا میشود. در درجه حرارت بالا فشار جزئی نمونه درصد بیشتری از فشار کل را تشکیل میدهد. با ازدیاد بیشتر درجه حرارت این عمل ادامه می یابد تا فشار بخار تعادل با فشار خارجی برابر شود و در این حال تمام هوا کاملا از ظرف خارج میشود. تبخیر بیشتر باعث جابجا شدن مولکولهای گازی نمونه خواهد شد. با توجه به این حقایق به این نتیجه میرسیم که فشار بخار تعادل یک نمونه یک حد نهایی دارد که به وسیله فشار خارجی معین میشود. در این حد سرعت تبخیر به مقدار زیادی افزایش می یابد (که با تشکیل حباب در مایع آشکار میشود) و این مرحله را عموما شروع جوشش می دانند. نقطه جوش یک مایع درجه حرارتی است که در آن فشار بخار مایع کاملا برابر با فشار خارجی شود. چون نقطه جوش مشاهده شده مستقیما به فشار خارجی بستگی دارد، از این جهت باید در گزارش نقطه جوش، فشار خارجی هم قید شود (مثلا نقطه جوش 152 درجه سانتیگراد در فشار 752 میلی متر جیوه). معمولا نقطه جوش استاندارد را در فشار آتمسفر (760 mm Hg) تعیین میکنند.

منبع:www.4800.blogfa.com



برچسب ها: رابطه فشار بخار مایع و نقطه جوش ، فشار بخار ، قانون رائول ، فشار جزئی ، نقطه جوش ، نقطه جوش یک مایع ، تاثیر فشار در نقطه جوش ،

Cialis 20 mg
دوشنبه 7 خرداد 1397 07:01 قبل از ظهر

You definitely made the point!
cialis coupons cialis great britain viagra vs cialis tadalafilo the best choice cialis woman rx cialis para comprar recommended site cialis kanada cialis official site tadalafil 10 mg cialis 20 mg effectiveness
Cialis 20 mg
پنجشنبه 20 اردیبهشت 1397 07:38 قبل از ظهر

Awesome facts, Thanks!
chinese cialis 50 mg generic cialis with dapoxetine cialis pills in singapore cialis name brand cheap cialis prices prix cialis once a da cialis prezzo in linea basso generic cialis soft gels cialis 5 mg prescription doctor cialis
Online cialis
جمعه 7 اردیبهشت 1397 10:03 بعد از ظهر

You actually expressed this exceptionally well!
tesco price cialis usa cialis online cialis vs viagra usa cialis online cialis 10mg prix pharmaci interactions for cialis cialis online holland cialis 5 mg scheda tecnica cialis et insomni venta de cialis canada
Canadian viagra
سه شنبه 4 اردیبهشت 1397 12:42 بعد از ظهر

Kudos! Loads of advice!

where can i get sildenafil where i can buy viagra buy female viagra online buy viagra 100mg buy viagra for men kamagra buy generic viagra without prescription where can you buy viagra buy viagra for men buy generic viagra uk
Online cialis
شنبه 18 فروردین 1397 04:34 قبل از ظهر

You actually revealed it adequately.
acquistare cialis internet generic cialis levitra best generic drugs cialis precios de cialis generico generic cialis in vietnam dose size of cialis cialis australia org cialis online cialis authentique suisse prices for cialis 50mg
Cialis pills
شنبه 4 فروردین 1397 03:16 قبل از ظهر

Amazing information. Kudos.
what is cialis only now cialis 20 mg generic cialis soft gels cialis from canada we like it cialis price buy generic cialis cialis e hiv cialis 5 mg funziona generic for cialis buying cialis overnight
Cialis online
دوشنبه 28 اسفند 1396 08:33 قبل از ظهر

Appreciate it! Numerous posts!

cialis mit grapefruitsaft safe site to buy cialis online we like it cialis price cialis patentablauf in deutschland cialis online deutschland cialis coupon cialis 30 day trial coupon buy cheap cialis in uk buying cialis on internet cialis 5 effetti collaterali
foot pain bunion
سه شنبه 6 تیر 1396 09:23 بعد از ظهر
Glad to be one of several visitors on this awesome
web site :D.
nieshableichner.hatenablog.com
سه شنبه 2 خرداد 1396 03:01 بعد از ظهر
Woah! I'm really enjoying the template/theme of this site.

It's simple, yet effective. A lot of times it's difficult to get that
"perfect balance" between superb usability and visual appeal.
I must say that you've done a excellent job with this.
Additionally, the blog loads very fast for me on Internet explorer.
Exceptional Blog!
Faye
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 01:22 بعد از ظهر
Asking questions are actually fastidious thing if you are not
understanding anything completely, but this paragraph provides pleasant understanding
yet.
BHW
جمعه 25 فروردین 1396 07:31 قبل از ظهر
I have been browsing online more than 3 hours lately, yet I
by no means discovered any fascinating article like yours.
It's lovely price sufficient for me. In my view,
if all webmasters and bloggers made excellent content material as you probably
did, the net will likely be a lot more helpful than ever before.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر