沸点以上に加熱された密閉容器内の既知の液体の圧力をどのように計算するのですか?

150度に加熱された密閉容器に水が入っている場合、容器内に発生する圧力の量はどのようにして決められますか?他の液体はどうですか?私は広範囲に調査し、これを理解することはできません。

私は種類の数式を探していましたが、例えば、残りの宇宙空気と一緒に、4500 mlの水を入れた5000 mlの容器を150℃に加熱しましょう。

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まず、密閉容器の容積当たりの水の量を知る必要があります。また、容器に空気が入っているかどうかを知る必要があります。これらのことを知っていたら、次のステップは蒸気テーブル(平衡または過熱のいずれか)を調べて、適切な温度とかさ密度で蒸気のすべての熱力学的特性を決定することです。
追加された 著者 Curt F.,

3 答え

温度を与えられた圧力を予測するために使用される経験的に導出された様々な方程式が存在する。すでに述べたように、アントワーヌ方程式は蒸気圧に関するものですが、外挿は補間よりも優先すべきではありませんが、ほとんどの経験式はそれらが適用される温度範囲を列挙しています(これらから導き出されます)。 (ファンデルワールスの状態方程式についての議論を参照)理想的なガス法則は、±1%の精度と、時には5%の誤差があることはまれであることに注意してください。 STP付近のCO2の適合度は、IGLの「あまり良くない」カテゴリーにある。ウィキペディアは、IGLのいくつかの選択肢について議論している。また、化学およびハンドブックにはいくつかの表がある(少なくともそれは慣れていない。ペリーの化学工学ハンドブックのように、最新版へのアクセスがあります)。

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Chemistry.SEへようこそ!このサイトをよく知るには、ツアー​​をご覧ください。数式と方程式は、$ \ LaTeX $構文を使用してフォーマットすることができます。詳細については、ヘルプセンターをご覧ください。現時点では、これは実際の回答よりもコメントのようなものです。もう少し詳しく説明してください。少し質問があれば、質問/回答にコメントを投稿することができます。
追加された 著者 Martin - マーチン,

注:便宜上、「ガス」は沸点を超える温度のガスを意味する。 「蒸気」は、その液体状態から蒸発した任意のガスを意味し、液体自体がその沸点以下であることを意味する(例では150度水)。

ダルトンの部分圧の法則はここでは便利だろう。法律では、各種類のガス粒子によって生成される分圧は、密閉容器内の全圧になると記載されている。 「気体」の分圧は、理想気体法則を用いて直接計算することができる。もちろんガスがなくてもコンテナ内に蒸気がある場合、「ガス」の分圧は0Paです。

Now the partial pressure of the vapor of liquids. In a sealed container, if left to attain dynamic equilibrium (which is the steady state in this case) the partial pressure of the vapor of any liquid would be equal to its equilibrium vapor pressure, which is a function of temperature only. Though not excessively accurate, the Antoine equation can be used to estimate this:
$\log P = A- {B \over C+T}$
where P is the equilibrium vapor pressure, A, B and C are substance-specific constants and T is the thermodynamic temperature of the substance. The three substance-specific constants can be checked up on the internet, or provided by other sources, whereas conducting experiments can be a last resort (as it is a very tedious experiment that you need the whole curve of the function to approximate the constants).

If the liquid in question is a mixture of more than one liquid substance, then you'd need a third law - Raoult's law to determine the partial vapor pressure of each component of the mixture:
$p_i = p_i^\star x_i$
where $p_i$ is the partial vapor pressure of component $i$ of the mixture, $p_i^\star$ is the equilibrium vapor pressure of a pure sample of component $i$(in itself, not in a mixture), and $x_i$ is the mole fraction of $i$ in the liquid.
At dynamic equilibrium, combining Dalton's law of partial pressure and Raoult's law yields the expression for total vapor pressure:
$p_{total} = \sum p_i^\star x_i$

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外燃機関では蒸気(水蒸気)が最も一般的な作動流体であるため、上のCurt Fで述べたようなスチームテーブルが広く使用されており、理想気体法よりも正確に関係を示します。 "PV = n RT "、 http://ja.wikipedia.org/wiki/Ideal_gas_law http://www.wolframalpha.com/examples/SteamTables.html http://www.efunda.com/materials/water/steamtable_sat.cfm または< a href = "http://www.tlv.com/global/TI/calculator/steam-table-pressure.html" rel = "nofollow"> http://www.tlv.com/global/TI/calculator/ steam-table-pressure.html オンラインスチームテーブル。

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DrMoishe、有機物のような他の液体はどうですか?水は利便性の一例に過ぎませんでした。理想気体法だけで、液体を沸点以上に加熱するとタンク内に蓄積される圧力を計算できますか?あまりにも多くの水が蒸発できないほどの圧力がかかる場合、理想的なガス法が適用されないように感じるからです。特定の温度でコンテナ内にどのくらいの圧力が蓄積するかを計算する単純な方法/公式ではありませんか?
追加された 著者 petrelharp,
理想気体の方程式に含まれていないファンデルワールス力、 en.wikipedia.org/wiki/Van_der_Waals_force 理論的には、物質に作用する力をすべて知っていれば、その圧力/体積/温度の関係を計算できますが、実際にはこの式は経験的に導かれます。テーブルは、CO2やNH3のような多くの物質で利用可能です。 J. Willard Gibbs、 en.wikipedia.org/wiki/Josiah_Willard_Gibbs は、最初の化学熱力学を探索する。彼の作品を読むことができます。
追加された 著者 therefromhere,