Dampdruk

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek

Die dampdruk is die druk (in die geval van 'n gasmengsel, die parsiële druk) van 'n damp. By enige gegewe temperatuur is daar vir 'n bepaalde stof 'n druk waar die damp van die stof in ewewig is met sy vloeistof- of vastestofvorm. Hierdie word die ewewigsdampdruk of versadigingsdampdruk van die stof by daardie temperatuur genoem. Die term dampdruk word dikwels gebruik om na hierdie versadigingsdampdruk te verwys. 'n Stof met 'n hoë dampdruk teen normale temperature word 'n vlugtige stof genoem.

Ewewigsdampdruk van vastestowwe[wysig]

Die ewewigsdampdruk kan gedefinieer word as die druk wat bereik word wanneer 'n gekondenseerde fase in ewewig is met sy eie damp. In geval van 'n vastestof in ewewig (d.w.s. kristallyne stof) kan dit gedefinieer word as die druk waar die tempo van sublimasie van 'n vastestof dieselfde is as die tempo waarteen die dampfase neerslaan. Die druk in die geval van die meeste vastestowwe is baie laag met 'n paar noemenswaardige uitsonderings soos naftaleen en ys. Alle vastestowwe het 'n dampdruk. Meting daarvan is egter baie moeilik vanweë die uiterste lae waardes. Tipiese tegnieke wat gebruik word is termogravimetrie en gastranspirasie.

Verwantskap tussen vastestof- en vloeistofdampdrukke[wysig]

Daar moet kennis geneem word van die feit dat die dampdruk van 'n stof in die vloeistofvorm gewoonlik verskillend is van die dampdruk van dieselfde stof se vastestofvorm. As die temperatuur sodanig is dat die dampdruk van die vloeistof hoër is as dié van die vastestof, sal die vloeistof verdamp maar sal die damp kondenseer na 'n vastestof, d.w.s. die vloeistof vries. As die temperatuur sodanig is dat die dampdruk van die vloeistof laer is as dié van die vastestof, sal die vastestof verdamp, maar sal die damp kondenseer om 'n vloeistof te vorm, d.w.s. die vastestof is besig om te smelt. By die temperatuur waar die twee dampdrukke dieselfde is, sal daar 'n ewewig tussen die vastestof en vloeistof bestaan. Hierdie temperatuur word die smeltpunt genoem.

Water se dampdruk[wysig]

Die kookpunt van water vir drukke rondom 100 kPa kan benader word deur die volgende vergelyking:

T_v = 100 + 0.0002772 \cdot (p - 101000) - 1.24 \cdot 10^{-9} \cdot (p - 101000)^2,

waar die temperatuur in grade Celsius en die druk p in pascal aangegee word. Die dampdruk word verkry deur die vergelyking op te los vir p.

Raoult se wet bepaal by benadering die dampdrukke van vloeistofmengsels.

Kookpunt, borrelpunt en dampdruk[wysig]

Die verskil tussen kookpunt, borrelpunt en dampdruk is die volgende:

  • Kookpunt is die temperatuur waarby 'n vloeistof sal oorgaan van die vloeistoffase na die gasfase indien die druk konstant bly. Dus as ons 'n sisteem het waar die druk konstant is, en die temperatuur verander, praat ons van kookpunt. Byvoorbeeld, as ons praat van die punt waar water kook by die see, praat ons van die kookpunt - die kookpunt van water by die see (101.325 kPa) is 100 °C.
  • Borrelpunt is basies dieselfde as kookpunt (die punt waar vloeistof sal oorgaan van die vloeistoffase na die gasfase), maar die druk of temperatuur van die sisteem kan verander. Dus, indien ons water in 'n sisteem het by 100 °C en 200 kPa(a), sal die water onderverkoelde vloeistof wees. Indien die druk val na 101 kPa(a), sal die vloeistof borrelpunt bereik en sal dit oorgaan van die vloeistoffase na die gasfase.
  • Dampdruk is die druk en temperatuur waarby 'n vloeistof of damp in 'n sisteem sal oorgaan van die vloeistoffase na die gasfase of anders om.

Voorbeeld[wysig]

Jy plaas 2 liter water in 'n kamer met 'n volume van 42.5 m3. Jy verseel die kamer en wag totdat die water verdamp. Sal al die water verdamp teen 25 °C (teen 25 °C is water se digtheid 997 kg/m3 en die dampdruk is 3.173 kPa).

Antwoord:[1]

Wanneer water in 'n houer is teen 25 °C, sal die molekules beweeg en teen mekaar stamp. Daar sal selfs 'n paar molekules ontsnap uit die vloeistoffase na die gasfase. Wanneer genoeg molekules in die gasfase is, sal die molekules in die gasfase weer teen die vloeistof bots. Op 'n stadium sal die hoeveelheid molekules in die gasfase genoeg wees sodat die molekules in die gasfase en vloeistoffase in ewewig is. Dit sal gebeur wanneer die dampdruk van water bereik is.

Dus, om die vraag hierbo te beantwoord, moet 'n mens bereken hoeveel molekules water nodig is om die dampdruk van water te bereik in die volume van die kamer.

PV = nRT \qquad \Rightarrow \qquad n=\frac{PV}{RT}

  • P = 3.137 kPa
  • V = 42.5 m3
  • R = 8.314 kPa.m3/(kmol.K)
  • T = 25 + 273 = 298 K

Dus is n = 0.0554 kmol water

Massa water = 0.0554 × 18 kg/kmol = 0.9797 kg

Volume water = 0.9797 kg / 997 kg/m3 × 1000 liter/m3 = 0.982 liter.

Dus sal al die water nie verdamp nie.

Sien ook[wysig]

Verwysings[wysig]

  • Ooreenstemmende artikel in die Engelstalige Wikipedia.[1]

Eksterne skakels[wysig]