رابطه فشار با دمایی ذوب

[Sara12]

چرا در فشار بالا نقطه ی ذوب بالا میره ؟ اگه بالا میره پس چرا برفای قله ی کوه دیرتر آب میشن ؟؟؟؟ دريك سيستم بسته درحال تعادل ٬هر حالت با بخار خود در حالت تعادل است از آنجايي كه يك نوع بخار وجود دارد جامد ومايع درشرايط يكسان فشار بخار برابري دارند .به عبارتي دماي ذوب دمايي است كه فشار بخار جامد وفشار بخار مايع برابرند.
فشار بخار یک جسم جامد در درجه حرارت معین متناسب با تعداد ملکول هایی است که درحالت تعادل به صورت بخار دارد . در نتیجه هر جسم جامد فشار بخار مخصوص به خود دارد .فشار بخار با نیروی جاذبه بین مولکولی نسبت عکس دارد .
براي اين كه جسمي ذوب شود بايد فشار بخار آن( تعداد مولكولها درحالت بخار ) به فشار محيط برسد . مسلما در محيطي با فشار بالا انرژي بيشتري لازم است تا مولكول هاي بيشتري از جسم جامد به حالت بخار در آيند وفشار جامد به فشار محيط برسد. درنتيجه دماي ذوب افزايش مي يابد .
اما درقله كوه درست است كه فشار كم است اما دما نيز كم است .انرژي جنبشي مولكول ها نيزكاهش يافته است .وفشار بخار جسم نيز كاهش يافته است.

[Sara12]

فرق بین بخار و گاز چیست ؟
فرق بخار وگاز
بخار: ماده ای که ازماده دیگر درحال تبخیر جدا شود وبه هوا برود.ویا آنچه به شکل مه یا رطوبت ازآب گرم یا هرجسم جامد یا مایع دیگر دراثر گرما وحرارت برخیزد .
بخار حالت گازی جسمی که، در دمای اتاق وفشار عادی به صورت مایع یا جامد است .

http://i1.tinypic.com/zt7prs.gif
حالت گازی : پراکنده تری حالت ماده است که درآن مولکول ها از هم بسیار فاصله دارند و دارای حرکت تقریبا نامحدود وکاتوره ایی هستند . گازماده ای که حجم آن به طور پیوسته افزایش می یابد وازفشار آن به طورپیوسته کاسته می شود

http://i1.tinypic.com/zt7odu.gif
تمیز دادن بخار ازگاز چنین است که حالت گازی بالاتراز دمای بحرانی ماده است.
به طور معمول ماده گازی دردمای اتاق (دمای 25 درجه سانتی گراد وفشار 1 جو ) پایدار ترین حالت خود را دارد . اما بخار دراین شرایط پایدارترین حالت ماده نیست .

[Sara12]

گاز از ذره های بسیارکوچکی تشکیل شده اند که همواره در حرکت کاتوره ای هستند.فاصله بین ذره ها در مقایسه با اندازه خود ذره ها ی گاز ، بسیاربزرگ است. به همین علت حجم گاز نه تنها به تعداد ذره های آن بلکه به دما و فشار نیز بستگی دارد. حجم گاز معمولا در شرایط STP ( دما صفر oC وفشار ۳۲۵/۱۰۱کیلو پاسکال یا یک آتمسفر) گزارش می شود.
فشارگاز به تعداد مولکول ها در واحد حجم و میانگین انرژی جنبشی مولکول هابستگی دارد.
طبق قانون بویل (http://kimiagari.blogfa.com/post-5.aspx) در دمای ثابت ، حجم یک گاز با فشار آن نسبت عکس دارد.( V= k/P )
طبق قانون شارل (http://kimiagari.blogfa.com/post-4.aspx) در فشار ثابت ، حجم یک گاز مستقیما با دمای مطلق تغییر می کند. ( V= kT )
برای درک بیشتر رفتار گازها دراینجا (http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/essentialchemistry/flash/gasesv6.swf)کلیک نمایید.

[Sara12]

قانون بويل http://i12.tinypic.com/4dwipeo.gif
تعداد معينی مولکولهای گازرا وارد ظرفی می کنيم که به يک پيستون متحرک مجهز می باشد. دردمای ثابت ميانگين انرژی جنبشی مولکولهای گاز تغيير نمی کند.چنانچه پيستون را پايين ببريم ، وحجم را به نصف کاهش دهيم ،همان تعدادمولکول اکنون در نصف حجم اوليه قرارمی گيرند، چون تعداد برخوردهای مولکولهای گاز با ديواره ظرف دوبرابرشده است، پس فشار دو برابرافزايش می يابد با تکرار آزمايش درحجمهای مختلف متوجه می شويم که حجم با فشار نسبت عکس دارد.
قانون بويل : چنانچه تعداد مولکولها و دمای گازثابت باشند فشار وارد شده به وسيله گازبا حجم اشغال شده توسط گاز نسبت معکوس دارد. P=k/V
دراين عبارت P فشار وV حجم و k مقدار ثابتی است که تعداد مولکولهای گاز ودما را به حساب می آورد.
باتوجه به ثابت بودن k دردمای ثابت برای تعداد معينی گاز ،می توان رابطه زير را نيزنتيجه گرفت.
P1 V1= P2 V2
دراینجا (http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/gaslaw/boyles_law.swf) کلیک کنید وبا انجام چند آزمايش با گاز های مختلف ،درستی روابط بالا را تحقيق کنيد.

[Sara12]

قانون شارل http://i1.tinypic.com/mv4t51.gif

ژاک شارل فيزيکدان فرانسوی درسال ۱۷۸۷ ميلادی به رابطه اثر دما برحجم گاز ها درفشار ثابت پی برد.

اوباانجام آزمايش برروی گازهای متفاوت وبامقادير مختلف دريافت،که براثرتغيير دما به اندازه يک درجه سيليسيوس ، حجم گازها به اندازه ۲۷۳/۱ برابرحجم آن گاز در دمای صفردرجه سيليسيوس (oC) تغيير می يابد. قانون شارل را می توان دررابطه زير خلاصه نمود .

V = V0 +1/273 V0 t

V حجم گازدردمای t درجه ( برحسب V0 ، ( oC حجم گازدرصفردرجه سيليسیوس می باشد.

اگر نمودار تغييرات حجم گازهارا برحسب تغييردما (برحسب oC ) رسم نمايید خطوط راستی به دست خواهد آمد که اگرآنها را ادامه دهيد ( برون يابی ) ،مشاهده خواهد کرد که همگی محورافقی را در

( ۲۷۳ـ oC ) قطع خواهند نمود . لرد کلوين - دانشمند انگليسی پنجاه سال بعد از شارل اين دما را صفر مطلق ناميد.اين يافته ها می رساند که در( ۲۷۳-) درجه سيلسيوس گاز حجمی ندارد،و يا ناپديد خواهد شد اما تمام گازها قبلا از رسيدن به اين دما مايع می شوند و رابطه شارل برای مايعات وجامدات صدق نمی کند.

اگردما را برمبنای اين نقطه بسنجيم مقياس جديدی به دست می آيد که به احترام لرد کلوين، کلوين ناميده شده وبا حرف K نشان داده می شود. t(0 C) +273 =K

طبق قانون شارل ،حجم يک مقدار معين گاز با دمای مطلق به طور مستقيم تغيير می کند .

V = k T

ومی توان نتيجه گرفت . V1 / T1 = V2 / T2

http://www.persianblog.com/pbe34r2/images/smileys/35.gif با کليک در اینجا (http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/gaslaw/charles_law.html) وانجام آزمايش اثر دما برحجم گاز، درستی روابط فوق را تحقيق کنيد.

[Sara12]

مانومتر http://i1.tinypic.com/mwacdv.gif

برای اندازه گيری فشار گازها ،ازروش مقايسه آنها با فشار هوا وبکمک دستگاه مانومتر استفاده می شود . درلوله U شکل مايعی ريخته می شود که چنانچه چگالی مايع موجود درفشار سنج را بدانيم می توانيم اختلاف فشار بين گاز وجورا محاسبه نماييم.معمولأ درمانومتر از جيوه استفاده می شود . هنگامی که فشار دو گاز در دوحباب برابر است فشار برابر ۷۶۰ ميلی متر جيوه (يک جو)خواهد بود.برای آشنايی بيشتر با طرز کار اين دستگاه دراينجا (http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/gaslaw/manometer4-1.html) کليک کنید.

[Sara12]

تقطيربافشاربخارآب


تقطيري است . كه توسط جرياني از بخار آب به من منظور تقطير كردن يك جزء معين ازيك مخلوط يا براي جلوگيري از دماي بسيار بالا طي تقطير مورد استفاده قرار مي گيرد. اين روش شامل تقطير دومايع امتزاج پذير درجرياني از بخار آب است نسبت وزن هاي دوماده تقطير شده به صورت m1p1/m2p2 است كه درآن m1 و m2 وزن ملكولي دوماده و p1 وp2 فشار بخار هريك از آن ها دردماي تقطير است .
موادي با وزن مولكولي نسبتا بالا را مي توان علي رغم فشار بخار نسبتا پايين آنها دردماي تقطير به مقادير چشمگيري تقطير كرد. دراين موارد كه مخلوط دومايع دير جوش مي باشد .
بدين ترتيب عمل مي نمايند.كه با توجه به شكل دربالن اول آب را به صورت بخار درآورده وارد بالن دوم محتوي دومايع مي كنند دراين صورت يكي ازدومايع به وسيله بخار ازمايع ديگر جدا وخارج مي شود. در صورت لزوم وبراي خودداري از به كاربردن دماي بسيار بالا ٬ تقطير بابخار آب را مي توان با فشاركم نيز انجام داد. با اين روش مي توان محلول هاي دير جوش تري را نيز از هم جدا نمود .