Різниця між парціальним і парним тиском

Частковий тиск і тиск пари - це загальноприйняті наукові терміни, що стосуються кількості тиску, що чиняться компонентами системи, але їхня ідентичність може заплутати інших. Існує чітке розмежування цих термінів, включаючи їх наслідки та ідентичність. У цій статті детальніше розбереться про відмінності між цими термінами. Він також буде включати деякі приклади демістифікації їх застосувань.

Почнемо з висвітлення поняття тиску, перш ніж ми зможемо заглибитись у розрізнення пари і парціального тиску. Тиск науково визначається як сила, прикладена на одиницю площі на предмет або речовину. Його також можна визначити як силу, прикладену частинками, що стикаються один на одного, і це часто вимірюється за допомогою Паскаля. У разі зіткнення частинок для обчислення тиску використовується рівняння газу та кінетична теорія газів..

Що таке тиск пари?

Тиск пари може застосовуватися до рідкої або твердої фаз. Це тиск, який чинить пара в його термодинамічній рівновазі на рідкий або твердий стан при заданій температурі в закритій системі, коли і пара, і рідина (тверда речовина) стикаються. Цей тиск виникає внаслідок випаровування, що забезпечується підвищеним нагріванням твердої речовини або рідини. Таким чином, температура використовується як міра випаровування, і вона прямо пропорційна тиску пари. Це означає, що чим вище температура, тим вище тиск пари.

Під час випаровування молекули повітря виходять внаслідок вищої кінетичної енергії до повітря в закритій системі. Тоді, коли знаходиться в рівновазі, тиск пари виникає між паром та його конденсованою формою рідини (твердої речовини). У розчинах, де міжмолекулярні сили слабші, тиск пари, як правило, більше, і, навпаки, у розчинах, де міжмолекулярні сили сильніші, тиск пари менше.

Тиск пари також може виникати в ідеальних сумішах, як це пояснено Законом Рауля. У ньому йдеться про те, що парціальний тиск пари певного компонента в рідкій або твердій суміші дорівнює тиску пари цього компонента, помноженому на його мольну частку в цій суміші при заданій температурі. Наведений нижче приклад проілюструє це.

Приклад 1.

Дано ідеальну суміш 0,5 моль. етанолу і 1,5 моль. метанолу з тиском пари 30КПа і 52КПа відповідно визначають парціальний тиск пари кожного компонента.

Рішення:

Загальна кількість родимок - 1,5 моль + 0,5 моль = 2,0 моль. Згідно із Законом Раульта, парціальний тиск пари дорівнює тиску пари, помноженому на мольну частку конкретного компонента. У цьому випадку П_{метанол} = 1,5 / 2 * 52 = 39KPa і P_етанол = 0,5 / 2 * 30 = 7,5 КПа.

Якщо у вас є часткові тиски пари компонентів у суміші, ви можете отримати загальний тиск пари, додавши їх разом. У зв'язку з цим 7,5 + 39 дає загальний тиск пари суміші розчинів етанолу та метанолу 46,5КПа.

Фактори, що впливають на тиск пари

Молекули ідентичності

Як вже було сказано вище, типи молекулярних сил визначають величину тиску пари, який потрібно здійснювати. Якщо сили сильніші, то менший тиск пари виходить, а якщо слабший, то більший тиск пари. Тому склад рідини або твердої речовини впливатиме на тиск пари.

Температура

Вища температура призводить до підвищення тиску пари, оскільки вона активізує більше кінетичної енергії, щоб розбити молекулярні сили, щоб молекули могли швидко вийти з поверхні рідини. Коли тиск пари (тиск насиченої пари) дорівнює зовнішньому тиску (атмосферному тиску), рідина почне кипіти. Зниження температури призведе до низького тиску пари, і рідина закипить.

Закон Дальтона про частковий тиск

Що таке парціальний тиск?

Ідею часткового тиску вперше запропонував відомий вчений Джон Далтон. Він породив його Закон про парціальний тиск, в якому сказано, що загальний тиск, який чинить ідеальна суміш газів, дорівнює сумі парціальних тисків окремих газів. Скажімо, конкретний контейнер заповнений Воднем, Азотом та Киснем газів, загальний тиск, P_{ВСЬОГО,} буде дорівнює сумі кисню, азоту та водню. Парціальний тиск будь-якого газу в цій суміші обчислюється шляхом множення загального тиску на мольну частку окремого газу.

Коротше кажучи, парціальний тиск - це тиск, який чинить певний газ у суміші, ніби він діє в самоті в системі. Таким чином, ви ігноруєте інші гази при визначенні парціального тиску окремого газу. Цю теорію можна перевірити, вводячи, скажімо, 0,6 атм О₂ в ємність 10,0 л при 230 К, а потім вводити 0,4 атм₂ в ідентичному контейнері одного розміру при тій же температурі, а потім в кінцевому підсумку комбінуйте гази для вимірювання загального тиску; це буде сума двох газів. Це чітко пояснює парціальний тиск окремого газу в суміші нереактивних газів.

Розрахунок парціального тиску

Розрахунок парціального тиску - абсолютний вітер, оскільки закон Далтона [1] передбачає положення для цього. Це залежатиме від типової наданої інформації. Якщо, наприклад, задано загальний тиск для суміші газів A і B, а також тиск газу A, парціальний тиск B можна обчислити, використовуючи P_ВСЬОГО = Р_А + П_Б. Решта - алгебраїчні маніпуляції. Але у випадку, коли задано лише загальний тиск суміші, ви можете використовувати молярну частку газу B для визначення парціального тиску. Молярну фракцію, позначену X, можна знайти, поділивши молі газу B на загальні молі газової суміші. Потім, щоб знайти парціальний тиск, ви помножите молярну частку, X, на загальний тиск. Приклад нижче пояснює це.

Приклад 2.

Суміш азоту та кисню з 2,5 молями та 1,85 молами відповідно вводять у ємність 20,0 л загальним тиском 4 атм; обчислити парціальний тиск, що чиниться газом Киснем.

Рішення:

Загальна кількість молей у суміші 2,5 + 1,85 = 4,35 молей. Отже молярна частка Оксигену, X_о, буде 1,85 міль / 4,35 родимок = 0,425 молей. Парціальний тиск кисню становитиме 0,425 * 4атм = 1,7 атм. Парціальний тиск газу, що залишився, може бути розрахований за тим самим підходом або може бути обчислений за допомогою кисневого газу та загального тиску, визначеного законом Парціального тиску Дальтона, що загальний тиск газів, що не реагують, дорівнює сумі часткові тиски.

Різниця між паром і парціальним тиском

З наведених пояснень видно, що тиск пари і парціальний тиск є двома різними тисками. Тиск пари діє на рідкій і твердій фазах, тоді як парціальний тиск діє на газоподібну фазу. Тиск пари здійснюється при фазовому переході після того, як до розчину додається достатня кількість тепла, що призводить до виходу його молекули в закриту систему.

Основна відмінність парціального тиску від тиску пари полягає в тому, що парціальний тиск - це тиск, який надає окремий газ у суміші, як ніби він один у цій системі, тоді як тиск пари відноситься до тиску, що чинить пара в його термодинамічній рівновазі з його конденсований стан рідкого або твердого речовини. У таблиці нижче наведено стисле порівняння цих тиску.

Тиск пари	Частковий тиск
Він знаходиться в рівноважному стані рідкої або твердої пари на конденсованій фазі	Він надходить окремими газами в нереактивну газову суміш
Добре пояснено Законом Раульта	Добре пояснено Законом Далтона
Застосовується у твердій та рідкій фазах	Застосовується лише в газоподібних фазах
Незалежно від площі поверхні або обсягу системи	Розраховується за допомогою газів в одному обсязі
Розраховується за допомогою мольної частки розчиненого речовини	Розраховується за допомогою мольної частки газу

Згорнути!

Тиск пари і парціальний тиск - це два важливих наукових терміни, що використовуються при визначенні впливу сил, що застосовуються паром і газами, відповідно в даній закритій системі при певних температурах. Їх основна відмінність - область нанесення з тиском пари, що подається на рідку або тверду фази, тоді як парціальний тиск подається на окремий газ у суміші ідеальних газів у заданому обсязі.

Парціальний тиск обчислюється легко, керуючись Законом про парціальних тисках Далтона, тоді як тиск пари обчислюється, застосовуючи закон Рауля. У будь-якій суміші кожен газовий компонент чинить власний тиск, який називається парціальним тиском, незалежним від інших газів. І коли ви подвоїте молі будь-якого компонента, коли температура залишається постійною, ви будете збільшувати його парціальний тиск. Відповідно до відношення Клаузіус-Клапейрон [2], тиск пари збільшується зі збільшенням температури.

Маючи вищезазначену інформацію, ви повинні мати можливість розрізняти тиск пари і парціальний тиск. Ви також повинні мати можливість їх обчислити, використовуючи молярні дроби і помноживши на загальний тиск. Ми навели вам типові приклади для розробки застосування цих тиску.