Уравнение антуана для расчета температуры кипения

Видео:Химия | Тепловой эффект химической реакции (энтальпия)Скачать

Уравнение антуана для расчета температуры кипения

Давлением насыщенного пар (Рн) – называют величину давления при котором пар находится в термодинамическом равновесии с жидкостью того же состава. То есть давление пара над зеркалом жидкости, при котором не происходит испарение жидкости, а так же не происходит конденсация пара.

Величина Pн является необходимым параметром для расчета интенсивности испарения жидкости и используется для определения массы облака горючего, которое может образоваться при возникновении аварийной ситуации.

Давление насыщенного пара зависит от температуры окружающего воздуха. Одним из возможных способов определения давления насыщенного пара является расчет с помощью уравнения Антуана, приведенного в Пособии к НПБ 105-95 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» и имеющего вид:

Pн — давление насыщенного пара кПа;

tp — расчетная температура o C;

A, B, C_A — константы Антуана.

На данной странице вы можете рассчитать величину Pн с помощью констант Антуана, для различных значений температуры, для основных горючих веществ. Так же приведены основные показатели пожарной опасности горючих веществ, а именно: молярная масса, температура вспышки, теплота сгорания и др.

Видео:задачи на коллигативные свойстваСкачать

Инструкция

1) Выберите вещество из предложенного списка.

2) Задайте расчетную температуру, при которой определяется давление насыщенного пара.

Важно! Расчетная температура должна быть в интервале значений констант уравнения Антуана, иначе величина давления насыщенного пара вещества не будет рассчитана.

3) Для расчета величины давления насыщенного пара, а так же получения значений констант уравнения Антуана и показателей пожарной опасности выбранного вещества нажмите кнопку «Расчет».

Важно! Для веществ для которых значения констант уравнения Антуана не определены (const=0), расчет давления не проводится.

Видео:Материальный баланс ректификации. Расчет температуры кипения смеси. Решение в MathCAD.Скачать

Константы Антуана: формулы, уравнения, примеры

Константы Антуана: формулы, уравнения, примеры — Наука

Видео:Расчеты по уравнениям химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Содержание:

В Константы Антуана представляют собой три параметра, которые появляются в эмпирической зависимости между давлением насыщенного пара и температурой чистых веществ. Они зависят от каждого вещества и считаются постоянными в определенном диапазоне температур.

За пределами этого диапазона константы Антуана изменяют свое значение. Константы связаны уравнением, созданным в 1888 году французским инженером Луи Шарлем Антуаном (1825–1897).

Видео:Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.Скачать

Формулы и уравнения

Самый распространенный способ выразить функцию Антуана:

В этой формуле P представляет собой давление насыщенного пара, выраженное в миллиметрах ртутного столба (мм рт. Ст.), T — это температура, которая была независимой переменной и выражалась в ℃.

A, B и C — константы или параметры формулы Антуана.

Важность этой формулы, которая, несмотря на то, что она эмпирическая, дает простое аналитическое выражение, которое можно легко использовать в термодинамических расчетах.

Формула Антуана не уникальна, существуют более точные выражения, которые являются расширениями этой формулы, но с тем недостатком, что они имеют шесть или более параметров, а их математическое выражение более сложное, что делает их непрактичным для использования в термодинамических расчетах.

Видео:Влияние температуры на скорость химических реакций. 10 класс.Скачать

Насыщенный пар

Поскольку формула Антуана измеряет давление насыщенного пара, необходимо объяснить, из чего она состоит.

Жидкость помещается в стеклянную ампулу или другую емкость. Из блистера удаляется весь воздух. Сборка помещается в термальную ванну до достижения равновесия.

Вначале все жидкое, но из-за вакуума более быстрые молекулы начинают покидать жидкость, образуя газ из того же вещества, что и жидкость.

Вышеупомянутый процесс является испарение и при этом давление пара увеличивается.

Некоторые молекулы пара теряют энергию и снова присоединяются к жидкой фазе вещества, это процесс конденсация.

Тогда одновременно происходят два процесса: испарение и конденсация. Когда равное количество молекул выходит из жидкости, в которую они включены, происходит динамический баланс и в это время происходит максимальное давление пара, известное как давление насыщения.

Именно это давление насыщения пара предсказывает формула Антуана для каждого вещества и каждой температуры.

В некоторых твердых телах подобное явление происходит при переходе от твердой фазы к газовой непосредственно, минуя жидкую фазу, в этих случаях также может быть измерено давление насыщенного пара.

Нелегко создать теоретическую модель, исходя из первых принципов, так как изменения молекулярной кинетической энергии, которые могут быть поступательными, вращательными и колебательными, связаны с внутренней энергией молекулярных связей. Именно поэтому на практике используются эмпирические формулы.

Видео:Задача на термохимические уравнения: разбор задания 27 | ХИМИЯ ЕГЭ 2022Скачать

Как рассчитываются константы Антуана?

Не существует теоретического метода для получения констант Антуана, поскольку это эмпирическая зависимость.

Они получены из экспериментальных данных для каждого вещества и корректировки трех параметров A, B и C, так что они минимизируют квадратичную разницу (метод наименьших квадратов) предсказания с экспериментальными данными.

Для конечных пользователей, которые обычно являются инженерами-химиками, в руководствах по химии есть таблицы, где эти константы указаны для каждого вещества с указанием максимальных и минимальных диапазонов температур, в которых они применимы.

Существуют также доступные онлайн-сервисы, которые дают значения констант A, B и C, как в случае DDBST GmbH Onlines Services.

Для одного и того же вещества может быть более одного допустимого диапазона температур. Затем в зависимости от рабочего диапазона выбирается та или иная группа констант.

Трудности могут возникнуть, если рабочий диапазон температур находится между двумя диапазонами допустимости констант, потому что предсказания давления формулы не совпадают в граничной зоне.

Видео:Количество теплоты, удельная теплоемкость вещества. 8 класс.Скачать

Примеры

Видео:Уравнения состояния. Фазовое равновесиеСкачать

Пример 1

Найдите давление водяного пара при 25 ℃.

Видео:3 6 Осмос Коллигативные свойства растворовСкачать

Решение

Мы сверяемся с таблицами, чтобы определить константы Антуана.

Для воды есть два диапазона:

От 1 ℃ до 100 ℃ и от 99 ℃ до 374 ℃.

Поскольку нас интересует 25 ℃, мы берем первый диапазон, в котором значения констант Антуана:

Р = 10 ^ (8,07131 — 1730,63 / (25 + 233,426))

Видео:Плавление и кристаллизация твердых тел, температура плавления, удельная теплота плавления. 8 класс.Скачать

Расчет экспоненты

Давайте сначала вычислим показатель степени: 1,374499

P = 10 ^ 1,374499 = 23,686 мм рт. Ст. = 0,031166 атм.

Видео:Задачи на ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ | Термохимические уравненияСкачать

Анализ результатов

Эти результаты интерпретируются так:

Предположим, что чистая вода помещена в герметичный контейнер, воздух из которого удален вакуумным насосом.

Емкость с водой помещают в термальную ванну с температурой 25 ℃, пока она не достигнет теплового равновесия.

Вода в герметичном контейнере частично испаряется, пока не достигнет давления насыщенного пара, которое представляет собой не что иное, как давление, при котором устанавливается динамическое равновесие между жидкой фазой воды и паровой фазой.

Это давление в данном случае оказалось 0,031166 атм при 25 ℃.

Видео:Расстановка Коэффициентов в Химических Реакциях // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Пример 2

Найдите давление водяного пара при 100 ℃.

Видео:Использование уравнения Аррениуса для решения задач (1/2). Химия для поступающих.Скачать

Решение

Мы сверяемся с таблицами, чтобы определить константы Антуана. Для воды есть два диапазона:

От 1 ℃ до 100 ℃ и от 99 ℃ до 374 ℃.

В этом случае интересующая температура находится в обоих диапазонах.

Мы используем первый из диапазонов [1 ℃, 100 ℃].

Р = 10 ^ (8,07131 — 1730,63 / (100 + 233,426))

Видео:Влияние концентрации на скорость химических реакций. 10 класс.Скачать

Расчет экспоненты

Давайте сначала вычислим показатель степени: 2,8808

P = 10 ^ 1,374499 = 760,09 мм рт. Ст. = 10001 атм.

Затем мы используем второй из диапазонов [99 ℃, 374 ℃].

В этом случае константы равны

Р = 10 ^ (8,14019 — 1810,94 / (100 + 244,485))

Давайте сначала вычислим показатель степени: 2,88324

P = 10 ^ 2,88324 = 764,2602 мм рт. Ст. = 1,0056 атм.

Разница между двумя результатами составляет 0,55%.

Видео:Урок 112 (осн). Уравнение теплового балансаСкачать

Ссылки

1. Применение законов Рауля и Дальтона и уравнения Антуана. Получено с: misapuntesyantación.wordpress.com
2. Онлайн-калькулятор формулы Антуана. Восстановлено с: ddbonline.ddbst.de/AntoineCalculation/AntoineCalculationCGI.exe
3. Gecousb. Термодинамика и паровые таблицы / Константы Антуана. Получено с: gecousb.com.ve
4. Тепловые свойства вещества. Получено с: webserver.dmt.upm.es
5. Фрамбезия и Ян. Таблицы констант Антуана для более чем 700 органических соединений. Получено с: user.eng.umd.edu
6. Википедия. Уравнение Антуана. Восстановлено с wikipedia.com
7. Википедия. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона. Восстановлено с wikipedia.com
8. Висняк Дж. Историческое развитие уравнения давления пара от Дальтона до Антуана. Получено с: link.springer.com

50 отличных фраз аниме (вдохновляющих и запоминающихся)

Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

КОНСТАНТЫ АНТУАНА: ФОРМУЛЫ, УРАВНЕНИЯ, ПРИМЕРЫ — ФИЗИЧЕСКИЙ — 2022

Эти константы Antoine три параметра , которые появляются на эмпирической зависимости между давлением насыщенного пара и температуры для чистых веществ. Они зависят от каждого вещества и считаются постоянными в определенном диапазоне температур.

За пределами этого диапазона константы Антуана изменяют свое значение. Константы связаны уравнением, созданным в 1888 году французским инженером Луи Шарлем Антуаном (1825–1897).

Рис. 1. Давление пара как функция температуры. Источник: wikimedia commons

Видео:Экзо- и эндотермические реакции. Тепловой эффект химических реакций. 8 класс.Скачать

Формулы и уравнения

Самый распространенный способ выразить функцию Антуана:

В этой формуле P представляет собой давление насыщенного пара, выраженное в миллиметрах ртутного столба (мм рт. Ст.), T — это температура, которая была независимой переменной и выражалась в ℃.

A, B и C — константы или параметры формулы Антуана.

Важность этой формулы, которая, несмотря на то, что она эмпирическая, дает простое аналитическое выражение, которое можно легко использовать в термодинамических расчетах.

Формула Антуана не уникальна, существуют более точные выражения, которые являются расширениями этой формулы, но с тем недостатком, что они имеют шесть или более параметров, а их математическое выражение более сложное, что делает их непрактичным для использования в термодинамических расчетах.

Видео:Габриелян О. С. 8 класс §29 "Расчёты по химическим уравнениям"Скачать

Насыщенный пар

Поскольку формула Антуана измеряет давление насыщенного пара, необходимо объяснить, из чего она состоит.

Жидкость помещается в стеклянную ампулу или другую емкость. Из блистера удаляется весь воздух. Сборка помещается в термальную ванну до достижения равновесия.

Вначале все жидкое, но из-за вакуума более быстрые молекулы начинают покидать жидкость, образуя газ из того же вещества, что и жидкость.

Предыдущий процесс — это испарение, и по мере его возникновения давление пара увеличивается.

Часть молекул пара теряет энергию и снова присоединяется к жидкой фазе вещества, это процесс конденсации.

Тогда одновременно происходят два процесса: испарение и конденсация. Когда равное количество молекул покидает жидкость, в которую они включены, достигается динамическое равновесие, и в этот момент достигается максимальное давление пара, известное как давление насыщения.

Именно это давление насыщения пара предсказывает формула Антуана для каждого вещества и каждой температуры.

В некоторых твердых телах подобное явление происходит при переходе от твердой фазы к газовой непосредственно, минуя жидкую фазу, в этих случаях также можно измерить давление насыщенного пара.

Нелегко создать теоретическую модель, исходя из первых принципов, так как изменения молекулярной кинетической энергии, которые могут быть поступательными, вращательными и колебательными, связаны с внутренней энергией молекулярных связей. Именно поэтому на практике используются эмпирические формулы.

Видео:Процессы и аппараты. Материальный балансСкачать

Как рассчитываются константы Антуана?

Не существует теоретического метода для получения констант Антуана, поскольку это эмпирическая зависимость.

Они получены из экспериментальных данных для каждого вещества и корректировки трех параметров A, B и C, так что они минимизируют квадратичную разницу (метод наименьших квадратов) предсказания с экспериментальными данными.

Для конечных пользователей, которые обычно являются инженерами-химиками, в руководствах по химии есть таблицы, где эти константы указаны для каждого вещества с указанием максимальных и минимальных диапазонов температур, в которых они применимы.

Также доступны онлайн-сервисы, которые предоставляют значения констант A, B и C, как в случае DDBST GmbH Onlines Services.

Для одного и того же вещества может быть более одного допустимого диапазона температур. Затем в зависимости от рабочего диапазона выбирается та или иная группа констант.

Трудности могут возникнуть, если рабочий диапазон температур находится между двумя диапазонами применимости констант, потому что предсказания давления формулы не совпадают в граничной зоне.

Примеры

Пример 1

Найдите давление водяного пара при 25 ℃.

Решение

Давайте сначала вычислим показатель степени: 1,374499

P = 10 ^ 1,374499 = 23,686 мм рт. Ст. = 0,031166 атм.

Анализ результатов

Эти результаты интерпретируются так:

Предположим, что чистая вода помещена в герметичный контейнер, из которого с помощью вакуумного насоса удален воздух.

Емкость с водой помещают в термальную ванну с температурой 25 ℃, пока она не достигнет теплового равновесия.

Вода в герметичном контейнере частично испаряется, пока не достигнет давления насыщенного пара, которое представляет собой не что иное, как давление, при котором устанавливается динамическое равновесие между жидкой фазой воды и паровой фазой.

Это давление в данном случае оказалось 0,031166 атм при 25 ℃.

Пример 2

Найдите давление пара воды при 100 ℃.

Решение

Мы сверяемся с таблицами, чтобы определить константы Антуана. Для воды есть два диапазона:

От 1 ℃ до 100 ℃ и от 99 ℃ до 374 ℃.

В этом случае интересующая температура находится в обоих диапазонах.

Мы используем первый из диапазонов

Р = 10 ^ (8,07131 — 1730,63 / (100 + 233,426))

Расчет экспоненты

Давайте сначала вычислим показатель степени: 2,8808

P = 10 ^ 1,374499 = 760,09 мм рт. Ст. = 10001 атм.

Далее мы используем второй из диапазонов

В этом случае константы равны

Р = 10 ^ (8,14019 — 1810,94 / (100 + 244,485))

Давайте сначала вычислим показатель степени: 2,88324

P = 10 ^ 2,88324 = 764,2602 мм рт. Ст. = 1,0056 атм.

Разница между двумя результатами составляет 0,55%.