Dampf-Druck oder Gleichgewicht-Dampf-Druck sind der Druck, der durch einen Dampf im thermodynamischen Gleichgewicht mit seinen kondensierten Phasen ausgeübt ist (fest oder Flüssigkeit) bei einer gegebenen Temperatur in einem geschlossenen System. Der Gleichgewicht-Dampf-Druck ist eine Anzeige einer Eindampfungsrate von Flüssigkeit. Es bezieht sich auf die Tendenz von Partikeln, der Flüssigkeit (oder ein Festkörper) zu entfliehen. Eine Substanz mit einem hohen Dampf-Druck bei normalen Temperaturen wird häufig flüchtig genannt.

Der Dampf-Druck jeder Substanz nimmt nichtlinear mit der Temperatur gemäß der Clausius-Clapeyron Beziehung zu. Der atmosphärische Druck-Siedepunkt einer Flüssigkeit (auch bekannt als der normale Siedepunkt) sind die Temperatur, bei der der Dampf-Druck dem umgebenden atmosphärischen Druck gleichkommt. Mit jeder zusätzlichen Zunahme in dieser Temperatur wird der Dampf-Druck genügend, um atmosphärischen Druck zu überwinden und die Flüssigkeit zu heben, um Dampf-Luftblasen innerhalb des Hauptteils der Substanz zu bilden. In der Flüssigkeit tiefere Luftblase-Bildung verlangt einen höheren Druck, und deshalb höhere Temperatur, weil der flüssige Druck über dem atmosphärischen Druck zunimmt, wie die Tiefe zunimmt.

Der Dampf-Druck, dass ein einzelner Bestandteil in einer Mischung zum Gesamtdruck im System beiträgt, wird teilweisen Druck genannt. Zum Beispiel hat Luft auf Meereshöhe, gesättigt mit dem Wasserdampf an 20 °C teilweisen Druck von 23 mbar von Wasser, und ungefähr 780 mbar des Stickstoffs, 210 mbar von Sauerstoff und 9 mbar von Argon.

Maß und Einheiten

Dampf-Druck wird in den Standardeinheiten des Drucks gemessen. Das Internationale System von Einheiten (SI) erkennt Druck als eine abgeleitete Einheit mit der Dimension der Kraft pro Gebiet an und benennt das Pascal (Pennsylvanien) als seine Standardeinheit. Ein Pascal ist Ein-Newton-ProQuadratmeter (N · M oder Kg · M · s).

Das experimentelle Maß des Dampf-Drucks ist ein einfaches Verfahren für den allgemeinen Druck zwischen 1 und 200 kPa. Die meisten genauen Ergebnisse werden in der Nähe vom Siedepunkt von Substanzen und großem Fehlerergebnis für Maße erhalten, die kleiner sind als. Verfahren bestehen häufig daraus, die Testsubstanz zu reinigen, es in einem Behälter isolierend, jedes Auslandsbenzin ausleerend, dann den Gleichgewicht-Druck der gasartigen Phase der Substanz im Behälter bei verschiedenen Temperaturen messend. Bessere Genauigkeit wird erreicht, wenn Sorge genommen wird, um sicherzustellen, dass die komplette Substanz und sein Dampf bei der vorgeschriebenen Temperatur sind. Das wird häufig, als mit dem Gebrauch eines isoteniscope, durch das Versenken des Eindämmungsgebiets in einem flüssigen Bad getan.

Beziehung zum Siedepunkt von Flüssigkeiten

Als eine allgemeine Tendenz nimmt der Dampf-Druck von Flüssigkeiten an Umgebungstemperaturen mit abnehmenden Siedepunkten zu.

Das wird in der Dampf-Druck-Karte illustriert (sieh Recht), der Graphen des Dampf-Drucks gegen Temperaturen für eine Vielfalt von Flüssigkeiten zeigt.

Zum Beispiel, bei jeder gegebenen Temperatur, hat Methyl-Chlorid den höchsten Dampf-Druck von einigen der Flüssigkeiten in der Karte. Es hat auch den niedrigsten normalen Siedepunkt (-24.2 °C), der ist, wo die Dampf-Druck-Kurve des Methyl-Chlorids (die blaue Linie) die horizontale Druck-Linie einer Atmosphäre (atm) des absoluten Dampf-Drucks durchschneidet.

Obwohl die Beziehung zwischen Dampf-Druck und Temperatur nichtlinear ist, verwendet die Karte eine logarithmische vertikale Achse, um ein bisschen gebogene Linien zu erzeugen, so kann eine Karte viele Flüssigkeiten grafisch darstellen. Der Dampf-Druck einer Flüssigkeit an seinem Siedepunkt kommt dem Druck von seinem gleich, Umgebung enthaltend.

Flüssige Mischungen

Das Gesetz von Raoult gibt eine Annäherung an den Dampf-Druck von Mischungen von Flüssigkeiten. Es stellt fest, dass die Tätigkeit (Druck oder fugacity) einer einzeln-phasigen Mischung der vom Maulwurf Bruchteil-belasteten Summe des Dampf-Drucks der Bestandteile gleich ist:

wo p der Dampf-Druck von Mischung ist, bin ich einer der Bestandteile der Mischung, und X ist der Maulwurf-Bruchteil dieses Bestandteils in der flüssigen Mischung. Der Begriff ist der teilweise Druck des Bestandteils i in der Mischung. Das Gesetz von Raoult ist nur auf Nichtelektrolyte (unbeladene Arten) anwendbar; es ist für nichtpolare Moleküle mit nur schwachen zwischenmolekularen Attraktionen (wie Londoner Kräfte) am passendsten.

sagt, haben Systeme, die Dampf-Druck höher haben als angezeigt durch die obengenannte Formel, positive Abweichungen. Solch eine Abweichung deutet schwächere zwischenmolekulare Anziehungskraft an als in den reinen Bestandteilen, so dass von den Molekülen als gedacht werden kann, in" der flüssigen Phase weniger stark " gehalten werden, als in der reinen Flüssigkeit. Ein Beispiel ist der azeotrope von etwa 95 % Vinylalkohol und Wasser. Weil der Dampf-Druck des azeotrope höher ist als vorausgesagt nach dem Gesetz von Raoult, kocht er bei einer Temperatur unter diesem jedes reinen Bestandteils.

Es gibt auch Systeme mit negativen Abweichungen, die Dampf-Druck haben, der niedriger ist als erwartet. Solch eine Abweichung ist Beweise für die stärkere zwischenmolekulare Anziehungskraft zwischen den Bestandteilen der Mischung, als in den reinen Bestandteilen besteht. So werden die Moleküle in" der Flüssigkeit stärker "gehalten, wenn ein zweites Molekül da ist. Ein Beispiel ist eine Mischung von trichloromethane (Chloroform) und 2-propanone (Azeton), das über dem Siedepunkt jedes reinen Bestandteils kocht.

Festkörper

Gleichgewicht-Dampf-Druck kann als der erreichte Druck definiert werden, wenn eine kondensierte Phase im Gleichgewicht mit seinem eigenen Dampf ist. Im Fall von einem Gleichgewicht fest, wie ein Kristall, kann das als der Druck wenn die Rate der Sublimierung eines Festkörpers Matchs die Rate der Absetzung seiner Dampf-Phase definiert werden. Für die meisten Festkörper ist dieser Druck sehr niedrig, aber einige bemerkenswerte Ausnahmen sind Naphthalin, Trockeneis (ist der Dampf-Druck des Trockeneises 5.73 MPa (831 psi, 56.5 atm) an 20 Grad Celsius, bedeutend, dass es am meisten gesiegelte Behälter veranlasst zu explodieren), und Eis. Alle festen Materialien haben einen Dampf-Druck. Jedoch, wegen ihrer häufig äußerst niedrigen Werte, kann Maß ziemlich schwierig sein. Typische Techniken schließen den Gebrauch von thermogravimetry und Gastranspiration ein.

Der Sublimierungsdruck kann vom extrapolierten flüssigen Dampf-Druck berechnet werden (der unterkühlten Flüssigkeit), wenn die Schmelzwärme bekannt ist. Die Schmelzwärme muss zusätzlich zur Hitze der Eindampfung hinzugefügt werden, um einen Festkörper zu verdunsten. Das Annehmen, dass die Schmelzwärme temperaturunabhängige und ignorierende zusätzliche Übergangstemperaturen zwischen verschiedenen festen Phasen die Gleichung ist

mit:

gibt eine schöne Bewertung für vom Schmelzpunkt nicht zu weite Temperaturen. Diese Gleichung zeigt auch, dass der Sublimierungsdruck niedriger ist als der extrapolierte flüssige Dampf-Druck (ΔH, ist positiv), und der Unterschied wächst mit der vergrößerten Entfernung vom Schmelzpunkt.

Siedepunkt von Wasser in der Natur

Wie alle Flüssigkeiten kocht Wasser, wenn sein Dampf-Druck seinen Umgebungsdruck erreicht. In der Natur ist der atmosphärische Druck an höheren Erhebungen und Wassereitergeschwüren bei einer niedrigeren Temperatur niedriger. Der kochenden Temperatur von Wasser für den atmosphärischen Druck kann durch die Gleichung von Antoine näher gekommen werden:

oder umgestaltet in diese temperaturausführliche Form:

wo die Temperatur der Siedepunkt in Grad Celsius ist und der Druck in Torr ist.

Die Regierung von Dühring

Die Regierung von Dühring stellt fest, dass eine geradlinige Beziehung zwischen den Temperaturen besteht, bei denen zwei Lösungen denselben Dampf-Druck ausüben.

Beispiele

Der folgende Tisch ist eine Liste einer Vielfalt von bestellten Substanzen durch die Erhöhung des Dampf-Drucks.

Bedeutung in der Meteorologie

In der Meteorologie wird der Begriff-Dampf-Druck verwendet, um den teilweisen Druck des Wasserdampfs in der Atmosphäre zu bedeuten, selbst wenn es nicht im Gleichgewicht ist, und der Gleichgewicht-Dampf-Druck sonst angegeben wird. Meteorologen verwenden auch den Begriff-Sättigungsdampf-Druck, um sich auf den Gleichgewicht-Dampf-Druck von Wasser oder Salzwasser über einer flachen Oberfläche zu beziehen, es vom Gleichgewicht-Dampf-Druck zu unterscheiden, der die Gestalt und Größe von Wassertröpfchen und particulates in der Atmosphäre in Betracht zieht.

Siehe auch

• Absolute Feuchtigkeit
• Clausius-Clapeyron Beziehung
• Teilweiser Druck
• Relative Feuchtigkeit
• Verhältnisflüchtigkeit
• Sättigungsdampf-Dichte
• Dreifacher Punkt
• Mit dem Dampf flüssiges Gleichgewicht
• Dampf-Druck von Wasser
• Flüchtigkeit
• Dampf-Druck von Reid
• Wahrer Dampf-Druck
• Dampf-Druck der Elemente (Datenseite)

Links

• Flüssige Eigenschaft-Karte
• Hyperphysik
• MSDS Dampf-Druck
• Online-Dampf-Druck-Berechnungswerkzeug (Verlangt Registrierung)
• Vorhersage des Dampf-Drucks von reinen flüssigen organischen Zusammensetzungen