Konstante antoinskih formul, enačb, primeri
- 2231
- 591
- Ricky Dach
The Konstante Antoina Obstajajo trije parametri, ki se pojavljajo v empiričnem razmerju med nasičenim parnim tlakom in temperaturo za čiste snovi. So odvisni od vsake snovi in naj bi bili konstantni v določenem območju temperatur.
Iz tega območja konstante Antoina spremenijo svojo vrednost. Konstante so povezane z enačbo leta 1888, ki ga je leta 1888 ustvaril francoski inženir Louis Charles Antoine (1825-1897).
Slika 1. Parni tlak, odvisno od temperature. Vir: Wikimedia Commons [TOC]
Formule in enačbe
Najbolj običajni način izražanja Antoinove funkcije je:
V tej formuli P predstavlja tlak na nasičenosti parni tlak, izražen v milimetrih živega srebra (MMHG), t je temperatura, ki je neodvisna spremenljivka in se izraža v ℃.
A, B in C so konstante ali parametri formule Antoine.
Pomen te formule, ki kljub temu, da je empirična, daje preprost analitični izraz, ki ga je mogoče enostavno uporabiti pri termodinamičnih izračunih.
Antoinova formula ni edinstvena, natančnejši izrazi, ki so razširitve te formule, toda s pomanjkanjem, ki imajo šest ali več parametrov, in njihov matematični izraz je bolj zapleten, zaradi česar so zelo prakse v termodinamičnih izračunih.
Nasičenost
Ko Antoinovo formulo meri nasičeno parni tlak, je treba razložiti, iz česa je sestavljena.
V stekleni ampul ali drugo posodo se postavi tekočina. Izvleče se ves zračni zrak. Set je nameščen v toplotno kopeljo, dokler se ravnotežje ne doseže.
Na začetku je vse tekoče, a ker obstaja vakuum, najhitrejše molekule začnejo opustiti tekočino, ki tvori plin iste snovi tekočine.
Vam lahko služi: enotno pravokotno gibanje: značilnosti, formule, vajePrejšnji postopek je izhlapevanje In ko se parni tlak povečuje.
Nekatere molekule pare izgubijo energijo in se vrnejo v tekočo fazo snovi, to je postopek kondenzacija.
Potem se hkrati pojavijo dva procesa, izhlapevanje in kondenzacija. Ko izide enako število tekočih molekul, ki so vgrajene, a dinamično ravnovesje In v tem času se zgodi največji tlak pare, znan kot nasičen tlak.
Prav ta tlak na hlapu napoveduje formulo Antoine za vsako snov in vsako temperaturo.
V nekaterih trdnih snovi je podoben pojav, ko preide od trdne faze do sode neposredno, ne da bi šli skozi tekočo fazo, v teh primerih lahko izmerimo tudi nasičen parni tlak.
Ni lahko vzpostaviti teoretičnega modela, ki se začne iz zgodnjih načel, saj so vključene spremembe molekularne kinetične energije, ki so lahko translacijske, rotacijske in vibracijske vrste, z notranjo energijo molekulske vezi. Zaradi tega se v praksi uporabljajo empirične formule.
Kako je konstanta Antoina?
Ni teoretične metode za pridobivanje konstant Antoina, ker gre za empirično razmerje.
Pridobljeni so iz eksperimentalnih podatkov vsake snovi in prilagajajo tri parametre A, B in C, tako da zmanjšajo kvadratno razliko (metoda kvadratnih minimalnih) napovedi z eksperimentalnimi podatki.
Za končnega uporabnika, ki so na splošno kemični inženirji, obstajajo tabele v priročnikih za kemijo, kjer so te konstante podane za vsako snov, ki kažejo na najvišji in najmanjši temperaturni razpon, v kateri so uporabne.
Vam lahko služi: termometer upora: značilnosti, delovanje, uporabeNa voljo so tudi spletne storitve, ki dajejo vrednosti konstant A, B in C, kot je primer DDBST GmbH Onlines Services.
Za isto snov je lahko več kot ena temperatura veljavnosti. Nato je izbrana ena ali druga skupina konstant, odvisno od delovnega območja.
Težave se lahko pojavijo, če je temperaturni delovni razpon med dvema območja veljavnosti konstant, ker napovedi tlaka formule ne sovpadajo v mejnem območju.
Primeri
Primer 1
Poiščite tlak vodne pare pri 25 ℃.
Rešitev
Posvetovali smo se s tabelami, da bi določili konstante Antoina.
Obstajata dva voda:
Med 1 ℃ in 100 ℃ in med 99 ℃ do 374 ℃.
Ker nas zanima 25 ℃, vzamemo prvi obseg, v katerem je vrednost Antoinovih konstant:
A = 8.07131
B = 1730,63
C = 233,426
P = 10^(8,07131 - 1730,63/(25 + 233,426))
Izračun eksponenta
Najprej izračunamo eksponento: 1.374499
P = 10^1,374499 = 23,686 mmHg = 0,0311166 Atm
Analiza rezultatov
Te rezultate se razlagajo na naslednji način:
Recimo, da je čista voda nameščena v hermetično posodo, ki ji je zrak ekstrahiral vakuumsko črpalko.
Posoda z vodo je nameščena v toplotno kopeljo pri temperaturi 25 ℃, dokler ne doseže toplotnega ravnovesja.
Voda v hermetični posodi delno izhlapi, dokler ne dosežemo tlaka pare nasičenosti, kar ni nič drugega kot tlak, v katerem se vzpostavi dinamično ravnovesje med tekočo fazo vode in paro faze.
Vam lahko služi: Dirac Jordan Atomski model: značilnosti in postulatiTa pritisk v tem primeru se je izkazal za 0,0311166 atm pri 25 ℃.
Primer 2
Poiščite tlak vodne pare pri 100 ℃.
Rešitev
Posvetovali smo se s tabelami, da bi določili konstante Antoina. Obstajata dva voda:
Med 1 ℃ in 100 ℃ in med 99 ℃ do 374 ℃.
V tem primeru je zanimiva temperatura v obeh območjih.
Uporabljamo prvi od območja [1 ℃, 100 ℃]
A = 8.07131
B = 1730,63
C = 233,426
P = 10^(8,07131 - 1730,63/(100 + 233,426))
Izračun eksponenta
Najprej izračunamo eksponent: 2.8808
P = 10^1,374499 = 760,09 mmHg = 10001 ATM
Nato uporabimo drugo od območja [99 ℃, 374 ℃]
V tem primeru so konstante
A = 8.14019
B = 1810.94
C = 244.485
P = 10^(8.14019 - 1810.94/(100 + 244.485))
Najprej izračunamo eksponent: 2.88324
P = 10^2.88324 = 764.2602 mmHg = 1.0056 atm
Med obema rezultatima 0,55% obstaja odstotna razlika.
Reference
- Uporaba zakonov Raoulta in Daltona ter Antoine enačbe. Pridobljeno od: moj in starodaven.WordPress.com
- Spletni kalkulator formule Antoine. Okrevano od: ddbonline.DDBST.od/antoinecalcion/antoinecalculaticgigi.exe
- Gecousb. Termodinamika in pare / konstanta od Antoina. Okreval od: gecousb.com.pojdi
- Toplotne lastnosti snovi. Obnovljen od: spletnega strežnika.DMT.UPM.je
- Yaws in jang. Konstantne mize Antoine za več kot 700 organskih spojin. Obnovi od: uporabnika.Eng.Umd.Edu
- Wikipedija. Antoinska enačba. Okreval iz Wikipedije.com
- Wikipedija. Clausius-Clapeyronova enačba. Okreval iz Wikipedije.com
- Wisniak J. Zgodovinski razvoj enačbe parnega tlaka iz Dalton Toy Antoine. Obnovljeno od: povezava.Springer.com