Seuraa 
Viestejä925
Liittynyt31.3.2005

Kehitin tällaisen vaikealta vaikuttavan ongelman, joka käsittelee veden olomuodonmuutosta. Yritin postittaa sen ensimmäistä kertaa jo syksyllä, mutta silloin palstan bugisuuden takia en saanut sitä läpi. Ehkä nyt onnistuu paremmin...

TEHTÄVÄ.
1 gramma tarkalleen sulamispisteessään olevaa nestemäistä vettä siirretään 1 atm paineesta eristettyyn ja tyhjiöityyn astiaan, jonka tilavuus on 1 litra. Kuinka paljon mitäkin olomuotoa (kiinteä, neste, kaasu) on läsnä astiassa tasapainon asetuttua, ja mikä on systeemin loppulämpötila?

LISÄTIEDOT JA OLETUKSET.
Kaikkea normaalia veden taulukkotietoa saa käyttää apuna, esim. veden sulamis- ja höyrystymislämmöt, eri olomuotojen lämpökapasiteetit, ja veden faasidiagrammin tiedot (höyrynpaineen lämpötilariippuvuudet, sulamispisteen paineriippuvuus). Kaikkia järkeviä oletuksia saa tehdä; voidaan esim. olettaa veden alkulämpötilaksi tasan 0 celsiusastetta, vesihöyryn käyttäytyvän kuin ideaalikaasu, faasimuutoslämmöt (ja ehkä lämpökapasiteetit?) lämpötilasta riippumattomiksi, nestemäisen veden höyrynpaineen noudattavan Clausius-Clapeyron -yhtälöä, jne.

KOMMENTTEJA.
Ilmeisesti, kun vesi viedään tyhjiöityyn astiaan, niin se alkaa ensin höyrystyä, mutta tähän vaaditun höyrystymislämmön takia myös jäähtyä. Koska vesi oli sulamispisteessään, tämä ilmeisesti johtaa siihen, että osa vedestä alkaa jäätyä, mikä puolestaan lämmittää systeemiä sulamislämmön takia. Vaikuttaa monimutkaiselta -- onkohan tämä tehtävä analyyttisesti ratkaistavissa, edes approksimatiivisesti, ja miten? (Huom: minulla ei ole 'oikeaa' vastausta.)

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Kommentit (1)

Diam
Seuraa 
Viestejä2390
Liittynyt14.9.2006

Täältä kuule löytyy tietoa vacuumipojille.

Tyhjiökammion kaasun koostumus muuttuu paineen mukaan. Kammiota tyhjennettäessä laitteistossa on aluksi tavallista ilmaa. Sadan pascalin paineesta alaspäin vesi on hallitseva molekyyli. Hyvin pienissä paineissa vedyn, hiilimonoksidin ja hiilidioksidin osuudet ovat suuria. Lopulliseen koostumukseen vaikuttaa pumpun paluuvirtaus, pumpun kyky pumpata joitakin kaasuja paremmin kuin toisia, vuodot sekä kaasujen vapautuminen ja syntyminen laitteistossa.

Pienissä paineissa molekyylien väliset vuorovaikutukset ovat vähäisiä, joten kaasun paine tai molekyylien lukumäärä voidaan laskea ideaalikaasun tilanyhtälön avulla (pV = nRTtai pV = NkT). Yhtälöä käyttämällä voidaan kaasun määrä ilmaista joko paineen tai molekyylitiheyden avulla.

https://fi.wikipedia.org/wiki/Tyhji%C3%B6tekniikka

Mies kysyi kaiulta: Ostanko Nuhvin vai Majorin? ja kaiku vastasi: VAI MAJORIN!

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat