वाष्प के दबाव की गणना कैसे करें

क्या आपने कभी कुछ घंटों के लिए सूरज में पानी की एक बोतल छोड़ी और फिर जब आप इसे खोलते हैं तो थोड़ी सी सीटी शोर सुनें? यह सिद्धांत के कारण है जिसे कहा जाता है वाष्प दबाव रसायन विज्ञान में, वाष्प का दबाव एक मुहरबंद कंटेनर की दीवारों में बाहरी दबाव होता है, जब पदार्थ उसमें वाष्प (गैस बनता है) होता है। किसी दिए गए तापमान पर दबाव के मूल्य को जानने के लिए, क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण का उपयोग करें: एलएन (पी 1 / पी 2) = (Δ एच_VAP

सामग्री

चरणों
विधि 1
Video: एनसीईआरटी कक्षा 11 भूगोल भाग 1 अध्याय 11: वायुमंडल में पानी (डॉ मनीषिका )
विधि 2
Video: the basics of hvac/r capacitors
विधि 3
Video: boyle's law - meity olabs
Video: रसायन विलयन भाग 4 अणु संख्यक गुणधर्म, मोल संख्या, वाष्प दाब , राउल्ट नियम, आण्विक द्रव्यमान
युक्तियाँ

/ आर) ((1 / टी 2) - (1 / टी 1)).

चरणों

विधि 1

क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण का उपयोग करना

क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण लिखें समय के साथ वाष्प के दबाव में परिवर्तन करने वाले वाष्प के दबाव की गणना करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले सूत्र को क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण (भौतिकविदों रूडोल्फ क्लॉज़ियस और बेनोइट पाल एमिल क्लेपेयरन के नाम पर) के रूप में जाना जाता है। यह सामान्य फॉर्मूला है जिसे आपको भाप के दबाव की समस्याओं को हल करने की आवश्यकता होगी, जो आपको भौतिक विज्ञान और रसायन विज्ञान कक्षाओं में सामना करेंगे। सूत्र निम्न है: एलएन (पी 1 / पी 2) = (Δ एच_VAP/ आर) ((1 / टी 2) - (1 / टी 1)). इस सूत्र में, निर्दिष्ट चर का अर्थ है:

.DELTA.H_VAP: तरल के वाष्पीकरण के उत्साह यह मान रसायन शास्त्र की पुस्तकों के अंत में एक तालिका में पाया जा सकता है।
आर: वास्तविक गैस सामग्री, या 8.314 जे / (के एक्स मोल)
टी 1: वाष्प दबाव (या प्रारंभिक तापमान) का ज्ञात तापमान
टी 2: तापमान जिस पर भाप का दबाव (या अंतिम तापमान) होगा
पी 1 और पी 2: क्रमशः तापमान टी 1 और टी 2 पर भाप का दबाव

वे चर रखें जिन्हें आप जानते हैं क्लाउसियस-क्लैपेरॉन समीकरण जटिल लगता है क्योंकि इसमें कई भिन्न चर हैं, लेकिन अगर आपकी सही जानकारी है तो सच्चाई इतनी मुश्किल नहीं है वाष्प के दबाव की मूल समस्या आपको तापमान के दो मूल्यों और दबाव के मूल्य, या दबाव के दो मूल्यों और तापमान में से एक देगा। इसलिए, हर बार जब आपके पास यह जानकारी होती है, तो इसे सुलझाना बहुत आसान होगा।

उदाहरण के लिए, यदि आपके पास एक वायुमंडल (एटीएम) के भाप दबाव के साथ 2 9 5 के तरल से भरा कंटेनर होता है सवाल है: 393 कश्मीर पर वाष्प का दबाव क्या है? आपके पास दो तापमान और एक दबाव मूल्य हैं, इसलिए आप क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण का उपयोग करके समस्या का समाधान कर सकते हैं और अन्य दबाव मान पा सकते हैं। वे चर रखने के द्वारा जो आपके पास है, आप निम्नलिखित समीकरण प्राप्त कर सकते हैं: एलएन (1 / पी 2) = (Δ एच_VAP/ आर) ((1/393) - (1/295)).

निम्नलिखित नोट करें: क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरणों के लिए, आपको हमेशा डिग्री में तापमान मान सेट करना चाहिए केल्विन. आप दबाव के लिए किसी भी मूल्य का उपयोग कर सकते हैं, जबकि यह पी 1 और पी 2 के समान है।

Video: एनसीईआरटी कक्षा 11 भूगोल भाग 1 अध्याय 11: वायुमंडल में पानी (डॉ मनीषिका )

स्थिरांक रखें क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण में दो स्थिरांक होते हैं: आर और Δ एच_VAP. आर हमेशा 8.314 जे / (के एक्स मोल) के बराबर है। .DELTA.H_VAP (वाष्पीकरण के उत्साह), हालांकि, यह उस पदार्थ पर निर्भर करता है जिसे आप दबाव निर्धारित करने के लिए जांचना चाहते हैं। जैसा कि हम ऊपर वर्णित है, आप आमतौर पर ΔH मान पा सकते हैं_VAP भौतिक विज्ञान या रसायन विज्ञान पुस्तकों के अंतिम भाग में कई पदार्थों के लिए, आप उन्हें ऑनलाइन भी पा सकते हैं (उदाहरण के लिए, यहां)।

इस उदाहरण में, कल्पना कीजिए कि तरल है शुद्ध तरल पानी यदि आप ΔH के मूल्यों की तालिका देखें_VAP, आप पा सकते हैं कि Δ एच का मूल्य_VAP यह 40.65 केजे / मोल है चूंकि एच का मान जूल में है, किलोजूल के बजाय, हम इस मान को बदल सकते हैं 40,650 जे / मोल

स्थिरांक को समीकरण के भीतर रखने से आपको निम्नलिखित मिलेगा: एलएन (1 / पी 2) = (40,650 / 8,314) ((1/393) - (1/295)).

समीकरण को हल करें एक बार जब आप समीकरण में सभी चर को खोजना चाहते हैं, तो आप बीजगणित के सामान्य नियमों के अनुसार समीकरण को हल करना शुरू कर सकते हैं।

समीकरण हल करने में केवल कठिनाई (एलएन (1 / पी 2) = (40,650 / 8,314) ((1/393) - (1/295))) प्राकृतिक लॉग विकल्प (एलएन) को संभालने में सक्षम होना है। प्राकृतिक लॉग को रद्द करने के लिए, गणितीय स्थिरांक में एक एक्सपोनेंट को रखकर समीकरण के दो पक्षों का उपयोग करें ई। दूसरे शब्दों में, एलएन (एक्स) = 2 → ई = ई → एक्स = ई

अब समीकरण को हल करें:

एलएन (1 / पी 2) = (40,650 / 8,314) ((1/393) - (1/295))

एलएन (1 / पी 2) = (4,88 9 .3 4) (- 0.00084)

(1 / पी 2) = ई

1 / पी 2 = 0.0165

पी 2 = 0.0165 = 60.76 एटीएम यह एक मुहरबंद कंटेनर में समझ में आता है, क्योंकि तापमान में लगभग 100 डिग्री (पानी के उबलते बिंदु से लगभग 20 डिग्री ऊपर) की वृद्धि होगी, जिससे उच्च वाष्प की सामग्री बन जाएगी जो कि दबाव में बढ़ेगी।

विधि 2

भंग समाधानों में भाप के दबाव का पता लगाएं

राउल्ट का कानून लिखें क्लाउसियस-क्लैपेरॉन समीकरण अधिक है जब आप किसी पदार्थ के वाष्प दबाव को ढूंढना चाहते हैं। हालांकि, वास्तविक जीवन में यह एक शुद्ध तरल के साथ काम करने के लिए दुर्लभ है, आमतौर पर तरल पदार्थों के साथ काम करना जो विभिन्न घटकों के साथ पदार्थों के मिश्रण होते हैं। इन मिश्रणों के कुछ सबसे सामान्य घटक नामक एक विशिष्ट रासायनिक नाम की छोटी मात्रा को भंग कर बनाया जाता है एक अन्य रासायनिक नाम की एक बड़ी राशि में घुलनशील एक समाधान बनाने के लिए विलायक इन मामलों में यह "राउल्ट्स लॉ" नामक एक समीकरण का उपयोग करने के लिए आम है (भौतिक विज्ञानी फ्रांकोइस-मैरी राउल्ट द्वारा नामित) राउल्ट के कानून का एक सरल संस्करण निम्नानुसार है: पी_{समाधान}= पी_{सॉल्वेंट्सब> एक्स}_{विलायक}, जहां चर का अर्थ है:
पी_{समाधान}: संपूर्ण समाधान का वाष्प दबाव (सभी घटकों के संयुक्त)
पी_{विलायक}: विलायक का वाष्प दबाव
एक्स_{विलायक}: विलायक का तिल अंश
चिंता मत करो अगर आपको "मॉलर अंश" जैसे शब्दों का पता नहीं है, तो हम निम्नलिखित चरणों में इसका क्या मतलब बताएंगे।

विलायक और आपके समाधान में विलेयता की पहचान करें। तरल पदार्थों के मिश्रण के वाष्प के दबाव की गणना करने से पहले, आपको यह पता होना चाहिए कि आप किस प्रकार के पदार्थ काम करेंगे। एक अनुस्मारक के रूप में, एक विलायक में भंग विलेन द्वारा एक समाधान का गठन किया जाता है, भंग रासायनिक हमेशा विलायक होता है और जो घुल जाता है वह हमेशा विलायक होता है।

हम इस खंड में दिए गए उदाहरणों का उपयोग करके काम करने के लिए अवधारणाओं को स्पष्ट करने के लिए काम करेंगे। उदाहरण के लिए, हम कहेंगे कि हम एक सरल सिरप के वाष्प के दबाव को खोजना चाहते हैं। परंपरागत रूप से, एक सरल सिरप में पानी के एक हिस्से में चीनी का एक हिस्सा भंग होता है, इसलिए चीनी विलायक और विलायक पानी है.

नोटिस कि सूक्रोज के लिए रासायनिक सूत्र (चीनी सारणी) सी है₁₂एच₂₂हे₁₁. यह जल्द ही महत्वपूर्ण होगा

समाधान का तापमान ढूंढें जैसा कि आप क्लॉसियस क्लैपेरॉन के समीकरण का उपयोग करते हुए पिछले अनुभाग में मनाया करते थे, तरल का तापमान वाष्प के दबाव को प्रभावित करेगा। सामान्य तौर पर तापमान जितना अधिक होता है उतना ही वाष्प दबाव होता है। यदि तापमान बढ़ता है, तो वाष्पीकृत तरल बढ़ेगी और इसलिए भाप का निर्माण होगा, कंटेनर में दबाव बढ़ाना

उदाहरण के लिए, मान लें कि सरल सिरप का तापमान है 298 के (लगभग 25 डिग्री सेल्सियस)।

Video: The basics of HVAC/R Capacitors

विलायक के वाष्प के दबाव का पता लगाएं आप समाधान के वाष्प दबाव को खोजने के लिए लगभग तैयार हैं सबसे पहले, आपको पिछले चरण में पहचाने जाने वाले तापमान पर सॉल्वेंट के लिए भाप के दबाव का मूल्य अवश्य मिलना चाहिए। रासायनिक संदर्भ सामग्री में कई सामान्य पदार्थों और पदार्थों के लिए वाष्प दबाव मूल्य होते हैं, लेकिन ये दबाव मूल्य आमतौर पर उपयोगी होते हैं जब पदार्थ का तापमान 25 डिग्री सेल्सियस / 2 9 8 किलो या उसके उबलते बिंदु पर होता है। यदि इस तापमान पर समाधान होता है, तो आप संदर्भ मानों का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन यदि ऐसा नहीं है, तो आपको दिए गए तापमान पर भाप का दबाव खोजने की आवश्यकता होगी।

इस मामले में, क्लॉसियस क्लैपेरॉन का समीकरण उपयोगी हो सकता है। वाष्प के दबाव के संदर्भ मूल्य का और क्रमशः पी 1 और टी 1 के लिए 298 के (25 डिग्री सेल्सियस) का उपयोग करें।

उदाहरण में, मिश्रण 25 डिग्री सेल्सियस पर है, इसलिए संदर्भ तालिकाओं का उपयोग कर डेटा प्राप्त करना आसान है। हम पाते हैं कि 25 डिग्री सेल्सियस पर पानी के लिए वाष्प दबाव का मूल्य है: 23.8 मिमी एचजी.

अपने विलायक के तिल अंश का पता लगाएं समस्या को हल करने से पहले आखिरी चीज विलायक के तिल अंश खोजने के लिए है। दाढ़ी अंश को ढूँढना आसान है: यह केवल घटकों को मॉल में परिवर्तित कर देता है, फिर कुल घटकों का कुल प्रतिशत पाता है जो कि प्रत्येक घटक पदार्थ में रहता है। दूसरे शब्दों में, समरूप दास भिन्नों में प्रत्येक घटक (घटक मॉल) / (पदार्थ में कुल मॉल की संख्या)।

मान लीजिए कि सरल सिरप का नुस्खा उपयोग करता है 1 लीटर (एल) पानी और 1 लीटर सूक्रोज (चीनी)। इस मामले में, आपको प्रत्येक घटक में मॉल की संख्या अवश्य मिलनी चाहिए। ऐसा करने के लिए, आपको प्रत्येक के द्रव्यमान को खोजना होगा, फिर पदार्थों के दाढ़ द्रव्यमान का उपयोग करें और इसे मोल्स में परिवर्तित करें।

मास (1 एल पानी का): 1,000 ग्राम (छ)

आटा (शुद्ध चीनी का 1 एल): लगभग 1056.7 ग्राम

मोल्स (पानी): 1000 ग्राम x 1 मोल / 18,015 ग्राम = 55.51 तलवों

मोल्स (सूक्रोज): 1,056.7 ग्राम x 1mol / 342.2 9 65 जी = 3.08 तलवों (ध्यान दें कि यह संभव है सूक्रोज के दाढ़ जन का पता लगाएं इसके रासायनिक सूत्र से, सी₁₂एच₂₂हे₁₁)।

कुल मॉल: 55.51 + 3.08 = 58.5 9 तलवों

पानी का चक्कर अंश: 55.51 / 58.5 9 = 0.947

समाधान करता है। अंत में, आपके पास राउल्ट के कानून के समीकरण को हल करने के लिए सभी चीजें हैं। यह भाग आश्चर्यजनक रूप से आसान है: राउल्ट के कानून के इस भाग की शुरुआत में सरलीकृत समीकरण के चर में मूल्यों को बस दें (पी_{समाधान} = पी_{विलायक}एक्स_{विलायक})।

आपके द्वारा प्राप्त होने वाले मूल्यों की जगह लेते समय:

पी_{समाधान} = (23.8 मिमी एचजी) (0.947)

पी_{समाधान} = 22.54 मिमी एचजी यह दाढ़ के संदर्भ में समझ में आता है, हमें एक बड़ी मात्रा में चीनी में भंग पाई गई (हालांकि वास्तविक दुनिया में ये नियम इंगित करते हैं कि दो सामग्रियों में एक ही मात्रा है), इसलिए मूल्य दबाव केवल यह थोड़ा कम हो जाएगा

विधि 3

विशेष मामलों में वाष्प के दबाव का पता लगाएं

Video: Boyle's Law - MeitY OLabs

मानक तापमान और दबाव की स्थिति पर ध्यान दें। गलतियों से बचने के लिए वैज्ञानिक अक्सर समायोजित तापमान और दबाव मूल्यों का उपयोग करते हैं। इन मानों को "मानक तापमान और दबाव" कहा जाता है (या एसटीपी अंग्रेजी में अपने संक्षिप्त नाम से)। वाष्प के दबाव की समस्याएं आमतौर पर मानक दबाव और तापमान की स्थिति का उल्लेख करती हैं, इसलिए इन मूल्यों को याद रखना सुविधाजनक है। मानक तापमान और दबाव मूल्यों को परिभाषित किया जाता है:

तापमान: 273.15 के / 0 डिग्री सेल्सियस / 32 डिग्री फ़ारेनहाइट
दबाव: 760 मिमी एचजी / 1 एटीएम / 101,325 किलो पास्कल

अन्य चर को खोजने के लिए क्लाउसियस-क्लैपेरॉन समीकरण को पुन: व्यवस्थित करें धारा 1 के उदाहरण में, हम देख सकते हैं कि क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण शुद्ध पदार्थों के वाष्प दबाव को खोजने के लिए बहुत उपयोगी है। हालांकि, सभी नहीं पूछेंगे कि पी 1 और पी 2 क्या है, कई लोग पूछेंगे कि तापमान का मूल्य क्या है या कभी-कभी मूल्य _VAP. सौभाग्य से, इन मामलों में सही उत्तर प्राप्त करना केवल उस चर को साफ करने के लिए समीकरण को पुन: क्रम देने की बात है, जिसे आप ढूंढना चाहते हैं।

उदाहरण के लिए, यदि आपके पास 275 कश्मीर में 25 टार के वाष्प के दबाव के साथ एक अज्ञात तरल है और 325 कश्मीर में 150 टोर और आप इस तरल (वाष्पीकरण) के लिए वाष्पीकरण की एन्थलाओपी खोजना चाहते हैं_VAP)। आप इसे इस तरह से हल कर सकते हैं:

एलएन (पी 1 / पी 2) = (Δ एच_VAP/ आर) ((1 / टी 2) - (1 / टी 1))

(एलएन (पी 1 / पी 2)) / ((1 / टी 2) - (1 / टी 1)) = (Δ एच_VAP/ आर)

आर एक्स (एलएन (पी 1 / पी 2)) / ((1 / टी 2) - (1 / टी 1)) = Δ एच_VAP अब आप सभी मान डालते हैं:

8.314 जे / (के एक्स मोल) एक्स (-1.7 9) / (- 0.00059) = Δ एच_VAP

8.314 जे / (के एक्स मोल) एक्स 3.033.90 = Δ एच_VAP = 25,223.83 जे / मोल

Video: रसायन विलयन भाग 4 अणु संख्यक गुणधर्म, मोल संख्या, वाष्प दाब , राउल्ट नियम, आण्विक द्रव्यमान

वाष्प का उत्पादन करते समय विलेय के वाष्प के दबाव को ध्यान में रखें। राउल्ट के कानून में पिछले उदाहरण में, जो शूल होता है, उसके सामान्य तापमान पर किसी भी भाप का उत्पादन नहीं होता है (सोचें: आखिरी बार जब आपने चीनी के साथ एक कंटेनर को अपने काउंटर को भाप दिया था?)। हालांकि, जब विलेय को लुप्त हो जाना होता है, तो यह वाष्प दबाव पैदा करेगा। हम राउल्ट कानून समीकरण के संशोधित संस्करण का उपयोग कर इसे देख सकते हैं: पी_{समाधान} = Σ (पी_अंगएक्स_अंग). प्रतीक सिग्मा (Σ) का अर्थ है कि आपको जवाब खोजने के लिए विभिन्न घटकों के सभी वाष्प दबावों को जोड़ना होगा।

उदाहरण के लिए, मान लें कि समाधान में दो रसायनों होते हैं: बेंजीन और टोल्यूनि समाधान की कुल मात्रा 120 मिलीलीटर (एमएल) है: 60 मिलीलीटर बेंजीन और 60 मिलीलीटर टोल्यूनि। समाधान का तापमान 25 डिग्री सेल्सियस और 25 डिग्री सेल्सियस पर इनमें से प्रत्येक रसायन का वाष्प दबाव बेंजीन के लिए 95.1 मिमी एचजी और टोल्यूनि के लिए 28.4 मिमी एचजी है। इन मूल्यों को होने से, समाधान का वाष्प दबाव पाएं हम निम्नलिखित रसायनों के लिए मानक घनत्व, दाढ़ द्रव्यमान और वाष्प दबाव मूल्यों का उपयोग करते हुए निम्नलिखित तरीके से कर सकते हैं:

मास (बेंजीन): 60 मिली =, 060 एल एक्स 876.50 किलो / 1,000 एल = 0.053 किलो = 53 ग्राम

मास (टोल्यूनि):, 060 एल एक्स 866.90 किग्रा / 1,000 एल = 0.052 किलो = 52 ग्राम

मोल्स (बेंजीन): 53 ग्राम x 1 मोल / 78.11 ग्राम = 0.679 मिलीग्राम

मोल्स (टोल्यूनि): 52 ग्राम x 1 मोल / 92.14 ग्राम = 0.564 मोल

कुल मॉल: 0.679 + 0.564 = 1.243

मोलर अंश (बेंजीन): 0.679 / 1.243 = 0.546

मोलर अंश (टोल्यूनि): 0.564 / 1.243 = 0.454

हल: पी_{समाधान} = पी_{बेंजीन}एक्स_{बेंजीन} + पी_{टोल्यूनि}एक्स_{टोल्यूनि}

पी_{समाधान} = (95.1 मिमी एचजी) (0.546) + (28.4 मिमी एचजी) (0.454)

पी_{समाधान} = 51.92 मिमी एचजी + 12.8 9 मिमी एचजी = 64.81 मिमी एचजी

युक्तियाँ

ऊपर Clausius Clapeyron समीकरण का उपयोग करने के लिए, तापमान केल्विन में मापा जाना चाहिए (कश्मीर के रूप में लिखा)। यदि आपके पास डिग्री सेंटीग्रेड में तापमान है, तो उसे निम्न सूत्र के साथ बदलें: टी_{कश्मीर} = 273 + टी_ग
उपरोक्त विधियां काम करती हैं, क्योंकि ऊर्जा सीधे उत्सर्जित गर्मी की मात्रा के लिए आनुपातिक होती है। तरल का तापमान एकमात्र पर्यावरणीय कारक है जिसमें वाष्प का दबाव निर्भर है।