In diesem Artikel werden wir über die Beziehung zwischen dem Siedepunkt und der Temperatur nachdenken, indem wir einen Einblick in verschiedene Bedingungen geben.
Genau wie ein Schmelzpunkt ist der Siedepunkt der Flüssigkeit eine Temperatur, die die Flüssigkeit aufgrund der Anwendung der der Flüssigkeit zugeführten Wärmeenergie annimmt, um ihre Phase vom flüssigen in den gasförmigen Zustand umzuwandeln.
Beziehung zwischen Siedepunkt und Temperatur
Der Zusammenhang zwischen Siedepunkt und Temperatur der Flüssigkeit ist durch die Clausius-Clapeyron-Gleichung gegeben:-
Wo T.2 ist eine Temperatur, bei der eine Flüssigkeit zu sieden beginnt
T1 ist der Siedepunkt einer Flüssigkeit
R ist eine ideale Gaskonstante, die gleich 8.314 J/mol K ist
P ist ein Dampfdruck einer Flüssigkeit
P0 ein Druck entsprechend T ist2
Hvap ist die Verdampfungswärme einer Flüssigkeit
Die Clausius-Clapeyron-Gleichung stellt den Zusammenhang zwischen Temperatur- und Druckverhältnissen entlang der Phasengleichgewichtslinie dar.
Wir können die Gleichung für den Siedepunkt aus der obigen Gleichung schreiben als
T1=1/T2-R ln P/P0 ΔHvap -1
Demnach ist der Siedepunkt einer Flüssigkeit direkt abhängig von der Temperatur einer Flüssigkeit.
Die Verdampfungswärme ist die Menge an Wärmeenergie, die einer Volumeneinheit einer Flüssigkeit zugeführt werden muss, um sie in Dampf umzuwandeln, wobei die Temperatur konstant gehalten wird.
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Beispiel: Berechnen Sie den Siedepunkt der bei Atmosphärendruck gehaltenen Mischung aus Salz und Wasser. Die Siedetemperatur der Mischung beträgt 110 Grad Celsius und der Dampfdruck 4.24 atm. Die Verdampfungswärme beträgt 3420 J/g.
Gegeben: T = 1100 C
R = 8.314 J/molK
P = 4.24 atm
P0 =1 atm
Hvap= 3420 J/g
Das Siedepunkt der Flüssigkeit ist durch die Beziehung gegeben
TB=1/T – R lnP/P0 Hvap-1
Wo T.B ein Siedepunkt der Lösung ist.
Setzen wir alle Werte in die obige Gleichung ein, haben wir
TB=1/110 – 8.314 ln 4.24/1 3420 -1
=1/110-8.314*1.445 * 3420-1
=9.09-3.51 * 10-3-1
=(5.58 * 10-3 )-1
= 103 * 5.58
= 179.21 C
Dies ist das Kochen der Mischung aus Salz und Wasser.
Das Siedepunkt hängt von der Temperatur und dem Druck ab und die Verdampfungswärme der Flüssigkeit. In höheren Lagen ist die Zeit, die zum Kochen des Wassers benötigt wird, kürzer als die übliche Zeit, die zum Kochen von Wasser benötigt wird, da der Druck im Hochgebirge höher ist und das Wasser daher bei niedriger Temperatur kocht.
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Siedepunkt und kritische Temperatur
Wenn die der Flüssigkeit zugeführte Wärmeenergie zunimmt, wird die Temperatur der Flüssigkeit hoch. Diese Wärmeenergie ist erforderlich, damit die kovalenten Bindungen zwischen den Atomen aufbrechen, die für die Umwandlung der flüssigen in die gasförmige Phase unerlässlich sind.
An einem bestimmten Punkt reicht die von der Flüssigkeit angenommene Temperatur aus, um ihre Phase zu ändern, die als kritische Temperatur bezeichnet wird. Während dieser Zeit steigt die Temperatur der Flüssigkeit nicht weiter an und die Wärmeenergie wird zusammen mit dem beim Kochen der Flüssigkeit entstehenden Dampf freigesetzt.
Bei allen Flüssigkeiten variieren der Siedepunkt und die kritische Temperatur. Dies liegt daran, dass die Elementzusammensetzung und damit die Energie, die für die Bildung von Bindungen zwischen den Atomen benötigt wird, variiert, daher wird die Varianz der Energiemenge benötigt, um die Bindungen zwischen verschiedenen chemischen Komponenten aufzubrechen.
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Ein einfaches Beispiel, das ich geben kann, ist das Kochen der Milch mit etwas Wasser. Wenn die Temperatur 100 erreicht0 C, beginnt das im Milchbehälter vorhandene Wasser zu verdampfen, wobei die Milch zurückbleibt, und nach einiger Zeit beginnt die Milch zu kochen.
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Siedepunkt und Sättigungstemperatur
Die Sättigungstemperatur ist eine Endtemperatur, über die die Temperatur der Flüssigkeit nicht steigen kann. Es ist eigentlich der Siedepunkt der Flüssigkeit, eine Temperatur, bei der die Phasenänderung der Flüssigkeit auftritt.
Nach Erreichen der Sättigungstemperatur steigt die Temperatur der Flüssigkeit nicht weiter an. Denn die der Flüssigkeit von außen zugeführte Wärmeenergie wird beim Phasenumwandlungsprozess abgegeben. Diese Energie wird von den entstehenden Dämpfen erfasst und nach oben verdampft.
Sie wissen, dass das Wasser bei 100 Grad Celsius zu kochen beginnt und die Temperatur weiter auf 100.52 Grad Celsius erhöhen kann. Dieser Anstieg des Siedepunktes von Wasser ist eine Sättigungstemperatur, bis zu der das Wasser sieden kann. Ebenso beträgt die Anfangstemperatur, bei der das Benzin kocht, 35 Grad Celsius oder 950 F und die Siedeendtemperatur beträgt 2000C oder 3950F.
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Über die Sättigungstemperatur hinaus werden Sie keinen weiteren Anstieg der Siedetemperatur der Flüssigkeit feststellen, da die Wärmeenergie den Molekülen der Flüssigkeit zugeführt wird, die diese zusätzliche Energie aufnehmen und nutzen, um aus der Flüssigkeit in Form zu entweichen von Dämpfen.
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Siedepunkt und Destillationstemperatur
Der Vorgang, bei dem die Flüssigkeit in die Dampfform umgewandelt wird und die Dämpfe dann durch Kondensation wieder in den flüssigen Zustand gebracht werden, wird als Destillation bezeichnet. Die konstante Temperatur, bei der die Flüssigkeit zu Dampf und wieder zur Flüssigkeit wird, wird als Destillationstemperatur bezeichnet.
Dies ist ein Verfahren, das verwendet wird, um die Flüssigkeit von der Mischung zu trennen oder die Verunreinigungen aus der Flüssigkeit zu entfernen. Da die von der Flüssigkeit aufgenommene Wärmeenergie ausreichend ist, erreicht die Temperatur der Flüssigkeit den Siedepunkt. Fortan wird der Dampf in Form von Brüden erzeugt, die vertikal nach oben verdampft werden. Dieser verdunstete Dampf wird in dem unter einem bestimmten Druck gehaltenen Behälter gesammelt, so dass diese Dämpfe kondensieren und in den flüssigen Zustand übergehen.
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Sie müssen bemerkt haben, dass sich beim Kochen eines Currys der Dampf auf dem Deckel der Pfanne sammelte. Das dem Curry zugesetzte Wasser wird einmal in Form von Dampf abgegeben Temperatur erreicht den Siedepunkt aus Wasser. Der auf dem Deckel gesammelte Dampf kehrt dann zurück in den Hauptbehälter, indem der Dampf wieder im Wasser kondensiert. Dieser Prozess setzt sich fort, bis die Temperatur des Currys hoch genug ist, um die Wärmeenergie an die Wassermoleküle zu liefern, damit diese aus dem Curry entweichen können.
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Häufig gestellte Fragen
Wie ändert sich der Siedepunkt von 150 ml Wasser bei Zugabe von 25 Gramm Salz bei einer Temperatur von 440C?
Nehmen Sie die Dichte des Wassers bei einer Temperatur von 44 an0C beträgt 0.8 g/ml.
Die Siedepunkterhöhungskonstante für Wasser beträgt
kb= 0.570C
Die Atommasse von Natrium beträgt 22.99
Die Atommasse von Chlor beträgt 35.45
Daher ist die Atommasse des NaCl 22.99 + 35.45 = 58.44
Daher sind die Mole Salz, die dem kochenden Wasser zugesetzt werden
Mol NaCl = 25 g * 1 Mol / 58.44 g
Mol NaCl = 0.4278 Mol
Das Gewicht des Wassers bei der Temperatur T=440C ist
Dichte ϱ =M/V
Also M= ϱV
M=0.8\times 150=0.12kg
Die Molalität des gelösten Stoffes im Lösungsmittel ist
m = Mol gelöster Stoff/Masse Lösungsmittel
m = 0.4278/0.12 = 3.565 mol/kg
Die Änderung der Siedetemperatur bei Zugabe des Salzes zum Wasser ist gegeben durch
ΔT=ikbm
Wobei i ein Van't Hoff-Faktor ist, der als Dissoziationsmenge des gelösten Stoffes im Lösungsmittel definiert ist. Hier ist der gelöste Stoff ein Natriumchlorid und Wasser ist ein Lösungsmittel. Daher dissoziieren zwei Ionen von NaCl im Wasser und lösen sich vollständig im Wasser auf. Daher ist der Van't Hoff-Faktor hier 2.
ΔT=2*0.51*3.565=3.630C
Daher wird der Siedepunkt des Wassers auf 3.65 angehoben0C.
Der Siedepunkt der Mischung beträgt 104.150C.
Erhöht das Vorhandensein von Verunreinigungen in einer Flüssigkeit ihren Siedepunkt?
Dies ist definitiv die Wahrheit; die in der Flüssigkeit vorhandenen Verunreinigungen erhöhen die Siedetemperatur.
Die der Flüssigkeit zugeführte Wärmeenergie wird von den in der Flüssigkeit vorhandenen Verunreinigungen aufgenommen, wodurch die zum Sieden der Flüssigkeit erforderliche Temperatur erhöht wird.
Wenn Sie eine Lösung „X“ mit einer Temperatur von 28 hinzufügen0 C auf die siedende Lösung 'X' erreicht bei einer Temperatur von 650 C, wird sich dann der Siedepunkt der Lösung unterscheiden?
Der Siedepunkt jeder Lösung ist immer gleich und kann nur variieren, wenn der Druck der Flüssigkeit unterschiedlich ist.
Beim Zugeben der Lösung, die im Vergleich zur siedenden Lösung eine geringere Wärme aufweist, wird die Wärmeenergie der zugesetzten Lösung im Behälter zugeführt. Es wird mehr Wärmeenergie benötigt, um einen Siedepunkt zu erreichen, aber die Siedepunkttemperatur bleibt gleich.
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Hallo, ich bin Akshita Mapari. Ich habe einen M.Sc. gemacht. in Physik. Ich habe an Projekten wie der numerischen Modellierung von Winden und Wellen während eines Zyklons, der Physik von Spielzeugen und mechanisierten Nervenkitzelmaschinen in Vergnügungsparks basierend auf klassischer Mechanik gearbeitet. Ich habe einen Kurs über Arduino besucht und einige Miniprojekte auf Arduino UNO durchgeführt. Ich erkunde immer gerne neue Gebiete im Bereich der Wissenschaft. Ich persönlich glaube, dass das Lernen enthusiastischer ist, wenn es mit Kreativität gelernt wird. Ansonsten lese ich gerne, reise, spiele Gitarre, erkenne Gesteine und Schichten, fotografiere und spiele Schach.
