Hypothèses:
* Pression constante: Nous supposerons que la vaporisation se produit à une pression atmosphérique constante.
* Comportement de gaz idéal: Nous supposerons que la vapeur se comporte idéalement.
Concepts clés:
* travail (w): Dans ce cas, les travaux effectués sont dus à une expansion contre la pression atmosphérique constante. Pour un gaz idéal, l'œuvre est calculée comme suit:`w =-p * delta v` où:
* `P` est la pression externe (pression atmosphérique).
* `Delta V` est le changement de volume pendant la vaporisation.
* énergie interne (delta e): Cela représente le changement dans l'énergie totale du système. Pour un processus à pression constante, il peut être lié à l'enthalpie (delta h) par:`delta e =delta h - p * delta v`
* Enthalpie de vaporisation (Delta HVAP): Il s'agit de la quantité de chaleur nécessaire pour vaporiser une mole de liquide à son point d'ébullition.
Calculs:
1. travail (w):
* Le changement de volume (Delta V) est la différence de volume entre la vapeur et le liquide. Étant donné que le volume liquide est négligeable par rapport au volume de vapeur, nous pouvons approximativement «Delta V» comme volume d'une mole de vapeur.
* En utilisant la loi de gaz idéale (`pv =nrt`), nous pouvons calculer le volume de la vapeur:` v =nrt / p`.
* Se substituant à l'équation de travail:`w =-p * (nrt / p) =-nrt`
* Pour une mole (n =1):`w =-rt`.
2. Énergie interne (Delta E):
* En utilisant la relation `delta e =delta h - p * delta v`, nous pouvons substituer:
* `delta e =delta hvap - (-nrt)`
* Pour une mole:`delta e =delta hvap + rt`
Points clés:
* Conventions de signes: Les travaux effectués par le système (expansion) sont négatifs.
* enthalpie de vaporisation: La valeur de «Delta HVAP» est une propriété spécifique de la substance et devra être recherchée.
* Température: La température «t» doit être à Kelvin.
Exemple:
Disons que l'enthalpie de vaporisation de l'eau est de 40,7 kJ / mol et son point d'ébullition est de 100 ° C (373 K). Nous pouvons calculer:
* `w =-rt =- (8.314 J / mol * k) * (373 k) =-3100 J / mol`
* `delta e =delta hvap + rt =(40,7 kJ / mol) + (8.314 j / mol * k) * (373 k) =43,6 kJ / mol`
Conclusion:
Lorsqu'une taupe de liquide est vaporisée à son point d'ébullition:
* Le travail effectué par le système (w) est négatif, indiquant l'expansion.
* Le changement d'énergie interne (Delta E) est positif, indiquant que le système a absorbé l'énergie.
Faites-moi savoir si vous souhaitez calculer ces valeurs pour une substance spécifique!
