ipotesi:
* Pressione costante: Assumeremo che la vaporizzazione si verifichi a costante pressione atmosferica.
* Comportamento del gas ideale: Assumeremo che il vapore si comporti idealmente.
Concetti chiave:
* Work (W): In questo caso, il lavoro svolto è dovuto all'espansione contro la costante pressione atmosferica. Per un gas ideale, il lavoro viene calcolato come:`w =-p * delta v` dove:
* `P` è la pressione esterna (pressione atmosferica).
* `Delta V` è la variazione del volume durante la vaporizzazione.
* Energia interna (Delta E): Ciò rappresenta il cambiamento nell'energia totale del sistema. Per un processo a pressione costante, può essere correlato all'entalpia (Delta H) di:`Delta E =Delta H - P * Delta V`
* Entalpy of Vaporization (Delta Hvap): Questa è la quantità di calore richiesto per vaporizzare una mole di liquido nel suo punto di ebollizione.
Calcoli:
1. lavoro (w):
* La variazione del volume (Delta V) è la differenza di volume tra il vapore e il liquido. Poiché il volume del liquido è trascurabile rispetto al volume del vapore, possiamo approssimare `Delta V` come volume di una mole del vapore.
* Usando la legge sul gas ideale (`pv =nrt`), possiamo calcolare il volume del vapore:` v =nrt/p`.
* Sostituendo l'equazione del lavoro:`w =-p * (nrt/p) =-nrt`
* Per una mole (n =1):`w =-rt`.
2. Energia interna (Delta E):
* Usando la relazione `Delta E =Delta H - P * Delta V`, possiamo sostituire:
* `Delta E =Delta Hvap - (-nrt)`
* Per una talpa:`Delta E =Delta Hvap + Rt`
Punti chiave:
* Convenzioni di segno: Il lavoro svolto dal sistema (espansione) è negativo.
* Entalpy of Vaporization: Il valore di `Delta Hvap` è una proprietà specifica della sostanza e dovrà essere cercato.
* Temperatura: La temperatura 'T' deve essere a Kelvin.
Esempio:
Diciamo che l'entalpia della vaporizzazione dell'acqua è di 40,7 kJ/mol e il suo punto di ebollizione è di 100 ° C (373 K). Possiamo calcolare:
* `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`
Conclusione:
Quando una mole di liquido viene vaporizzata nel suo punto di ebollizione:
* Il lavoro svolto dal sistema (W) è negativo, indicando l'espansione.
* La variazione dell'energia interna (delta E) è positiva, indicando che il sistema ha assorbito l'energia.
Fammi sapere se desideri calcolare questi valori per una sostanza specifica!
