Рейтинг фильтров для воды

Мы протестировали и выбрали лучшее очистное оборудование и бытовые фильтры

Единица измерения парообразования спирта — удельная теплота

Процесс испарения свойственен не только воде. В статье рассказывается об испарении спирта, как и при каких условиях оно протекает.

Также будет приведена формула расчета этого процесса и график зависимости от различных факторов.

Что это такое, характеристика процесса

Испарением спирта является фазовый переход из жидкого в газообразное состояние. Данный процесс схож с испарением воды, но протекает значительно быстрее. Основной характеристикой процесса является его низкая плотность и малая величина удельной теплоты парообразования.

Небольшая удельная теплота делает практически любые виды спиртов легко летучими веществами.

Также к характеристике парообразования этого вещества можно отнести быстрый процесс смешивания с окружающей средой (диффузия с воздухом). Молекулам спиртов не требуется большой энергии выхода за границу поверхности своей жидкости, а их малая молекулярная масса позволяет смешиваться с иной средой значительно быстрее.


Это физическое или химическое явление?

foto47555-2Парообразование спиртов полностью физический процесс. Оно протекает при незначительной удельной теплоте.

Иными словами, спирту для испарения не требуется использовать нагрев, кипение или смесь с иными веществами.

При подводе даже минимальной температуры в +0,5 градусов вещество превращается в пар.

При какой температуре образуются пары, какова их t° при кипении?

Спиртовые пары могут образовываться при температуре от +1 градуса. Такой порог обусловлен летучестью, поэтому пар может появляться в условиях комнатной температуры.

Также температура парообразования зависит от его молярной доли в составе основного вещества и от химических особенностей самого спирта.

Температура паров спирта зависит от типа образованного пара. Так, если пар насыщенный, при температуре кипения 78 градусов, температура пара будет равна температуре его жидкости.

При испарении из открытой емкости, температура пара спирта будет значительно ниже, чем на момент отделения от поверхности. Перепад является причиной взаимодействия молекул спирта с молекулами воздушной среды.

Скорость и время испарения

Скорость и время испарения спирта зависит от его концентрации. Основой скорости испарения является параметр плотности вещества.

Спиртовые составы имеют низкую плотность, молекулы таких элементов менее притянуты друг к другу, а значит затрачивают меньше кинетической энергии для выхода за пределы поверхности своей жидкости.

Для определения скорости испарения берется эталон температуры 20 градусов, при этом, общая площадь поверхности жидкости составляет 0,3 см2, при атмосферном давлении 760 мм.рт.ст. При таких характеристиках внешней среды, время на испарения затрачивается 4 часа.

Скорость и время испарения зависят от:

  1. foto47555-3Атмосферного давления. Чем оно больше, тем скорость ниже.
  2. От температуры жидкости. С повышением увеличивается скорость движения молекул и кинетическая энергия выхода с поверхности.
  3. Плотность и концентрация вещества. Скорость испарения разбавленных в воде спиртов повышается пропорционально повышению количества спирта в составе.

При определении скорости также учитывается площадь поверхностного зеркала в условии открытого сосуда и постоянной смены среды (ветер).

Таблица и график

В таблице представлено понятие спиртуозности вещества. Спиртуозностью является доля спирта в составе основного раствора (например, воды). Ниже приведена таблица зависимости испарения спирта от температуры и спиртуозности состава:

Тип спиртаТемпература кипения чистого веществаПроцент спиртуозностиТемпература кипения водного раствора
3-Бромпропен70,81563
2-Бромпропен48,3642,6
Цис-1-бром-2-пропен57,8956,4
Транс-1-бром-1-пропен63,21058,7
3-хлоропропен45,7544
Цис-1-хлоропропен32,8732,1
Транс-1-хлоропропен37,4936,7
3-Иодопропен1024275,2
Пропионитрил97,13677,5
2.2-Дихлорпропан69,81463,2
1.2-Дихлорпропан96,25274,7
Этилформиат57,1554
Метилацетат56,9357
Демитилкарбонат90,34573,4
1-Бромпропан70,12062
2-Бромпропан59,81055,7
1-Хлорпропан46,6645
2-Хлорпропан36,32,836,6
1-Иодпропан102,44475,2
2-Иодпропан89,32771,5
Триметилборад68,72563
Метилакрилат8042,373,5

Ниже представлен график зависимости испарения от температуры и изменение состава пара:

foto47555-4

Формула и алгоритм расчета

При расчете парообразования спиртовых веществ и составов используется коэффициент испарения. Он рассчитывается по формуле: Ki = A/B.


Выражение состоит из:

  • «Ki» — коэффициент испарения;
  • «A» — масса растворенного в паре вещества;
  • «B» — масса оставшегося вещества в составе раствора.

Дополнением к данному выражению может являться количество основного раствора на массу спирта и температура подводимого тепла.

Удельная теплота парообразования спирта

Основной единицей измерения процесса парообразования спирта является удельная теплота.

Что это и чему равна?

Удельной теплотой парообразования спирта является количество теплоты, требуемое для смены агрегатного состояния вещества массой 1 кг. Агрегатное состояние меняется с жидкого на газообразное и, при конденсации, с газообразного в жидкое.

Единицей измерения удельной теплоты является Дж/кг – джоуль на килограмм массы.

Как определить параметр?

foto47555-5Удельная теплота испарения спиртовых составов рассчитывается по формуле: L = Q/m.

Выражение состоит из:

  • «L» — теплота испарения спирта кДж/кг;
  • «Q» — количество теплоты, требуемой для испарения кДж;
  • «m» — общая доля вещества.

Формула может дополняться значением температуры, которая была направленна на подвод тепла к составу.

Задача:

  1. Масса спирта 200 г (0,2 кг).
  2. Температура кипения 78 градусов.
  3. Начальная температура раствора 18 градусов.
  4. Удельная теплота парообразования 0,9 мДж.
  5. Количество затрачиваемой энергии неизвестно.

Решение:

  1. 2500 кДж*0,2(78-18) = 30000 Дж количество теплоты при нагреве с разницей 60 градусов.
  2. Q=L*m=0.9*106*0,2 = 180000 Дж – количество теплоты для парообразования при температуре 78 градусов.
  3. 180000+30000=210000 Дж или 210 кДж.

Ответ: для полного испарения 200 г спирта требуется энергия, равная 210 кДж.

Задача:

  1. Масса спирта 100 г или 0,1 кг.
  2. Температура испарения 78 градусов.
  3. Количество затрачиваемой энергии неизвестно.

Решение: Q=L*m=0,9*106*0,1= 900000*0,1= 90000 Джоулей или 90 кДж. Ответ: для испарения 100 г спирта при температуре 78 градусов требуется 90 кДж тепловой энергии.

Что означает удельная теплота парообразования спирта 0,9 Мдж/кг?

Удельная теплота парообразования, равная 0,9 МДж означает, что именно этого количества тепловой энергии требуется для начала перехода спирта, массой 1 кг из жидкого состояния в газообразное.


Свойства и параметры паров спирта

foto47555-6Спирты имеют следующие свойства и характеристики:

  1. Высокая воспламеняемость.
  2. Высокая летучесть.
  3. Температура парообразования от -131 до 104 градусов (может быть выше, зависит от химического состава).
  4. Температура кипения при атмосферном давлении от 0,5 градусов.

Также практически все виды спиртов являются ядовитыми и имеют способность к растворению.

Конденсация

Конденсация паров спирта происходит при значительном уменьшении или увеличении давления (зависит от метода конденсации в лабораторных условиях).

В обычных условиях конденсация возникает в закрытом сосуде при достижении термодинамического равновесия между температурой пара и исходной жидкостью.

Добиться конденсации можно и при условии снижения температуры пара. Например, при перегоне пара через охлажденную емкость или трубу.

Видео по теме статьи

Об испарении спирта и теплоте расскажет видео:

Заключение

Спирты — сложные химические вещества. Они разделяются на множество типов по составу, плотности, растворимости и многим другим характеристикам. В статье приведены примеры и описания спиртов бытовой группы с их более упрощенными характеристиками.

А какова Ваша оценка данной статье?
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...