水的沸点压力对照表
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真空水沸点
真空下液体的沸点会降低。
水在常规的大气压下(1标准大气压,约为101.3千帕或1 atm)的沸点是100摄氏度(212华氏度)。
但是,如果处于较低的压力环境,例如在真空中,水的沸点会随着压力的降低而减少。
在较低的压力下,液体分子更容易脱离表面并转变成气体的状态,因此液体的沸点降低。
比如,在低于大气压的条件下,水在较低的温度下也可以沸腾。
对于水在不同真空级别下的沸点,可以使用“气压和沸点之间的关系”来估算。
一般情况下,低于1标准大气压的真空会导致水的沸点降低,具体的沸点温度将取决于施加在水上的压力。
5个大气压下水的沸点
在标准大气压(1个大气压)下,水的沸点为100°C(摄氏度)。
根据气体压力和液体沸点之间的关系,可以使用Clausius-Clapeyron方程来计算不同大气压下水的沸点。
方程如下:
ln(P2/P1) = (-ΔHvap/R) * (1/T2 - 1/T1)
其中,P2和P1分别是两个不同大气压下的水的蒸气压,
ΔHvap是水的汽化热,R是气体常数,T2和T1是两个不同大
气压下的水的沸点(绝对温度)。
假设水的汽化热为40.79 kJ/mol,气体常数为8.314 J/(mol·K),并令T1 = 373 K(标准大气压下的水沸点),可以通过解方程来计算其他大气压下的水的沸点。
根据计算,5个大气压下的水的沸点约为:
T2 = 509 K 或 236°C(摄氏度)。
需要注意的是,这只是一个近似值,真实的水沸点可能略有不同。
大气压与水的沸点对照表
大气压与水的沸点对照表如下:
大气压强越高水的沸点就越高,这与水的饱和压力相关。
大气压与水沸点成正比,大气压越大,沸点越高,气压越低,沸点越低,液体在挥发的时候产生蒸气压,当蒸气压(饱和蒸气压)等于外界的压力时,液体就会沸腾,此时的温度就是液体的沸点。
当外界的压力增大时,必须升高温度才能使蒸气压增大以等于外界压力,达到沸腾,当外界压力降低时,温度比较低的时候就能够使蒸气压等于外界压力,达到沸腾。
在相同的大气压下,液体不同沸点亦不相同。
这是因为饱和汽压和液体种类有关。
在一定的温度下,各种液体的饱和汽压亦一定。
例如,乙醚在20℃时饱和气压为5865.2帕(44厘米汞柱)低于大气压,
温度稍有升高,使乙醚的饱和汽压与大气压强相等,将乙醚加热到35℃即可沸腾。
液体中若含有杂质,则对液体的沸点亦有影响。
液体中含有溶质后它的沸点要比纯净的液体高,这是由于存在溶质后,液体分子之间的引力增加了,液体不易汽化,饱和汽压也较小。
要使饱和汽压与大气压相同,必须提高沸点。
常见的共沸物及水在不同压力下的沸点共沸物组分的沸点(度)组成(w/w) 共沸点(度)水--乙醇 100--78.5 5--95 78.15水--正丙醇--97.2 28.8--71.2 87.7水--异丙醇--82.4 12.1--87.9 80.4水--正丁醇--117.7 37.5--62.5 92.2水--异丁醇--108.4 30.2--69.8 89.9水--叔丁醇--82.5 11.8--88.2 79.9水--异戊醇--131.0 49.6--50.4 95.1水--正戊醇--138.3 44.7--55.3 95.4水--氯乙醇--129.0 59.0--41.0 97.8水--乙醚--35 1.0--99.0 34水--乙腈--81.5 14.2--85.8 76水--丙烯腈--78.0 13.0--87 70.0水--甲酸--101 26--74 107水--丙酸--141.4 82.2--17.8 99.1水--乙酸乙酯--78 9.0--91 70水--二氧六环--101.3 18--82 87.8水--氯仿--61.2 2.5--97.5 56.1水--四氯化碳--77.0 4.0--96 66.0水--二氯乙烷--83.7 19.5--80.5 72.0水--苯--80.4 8.8--91.2 69.2水--甲苯--110.5 20--80 85.0水--二甲苯--137-140.5 37.5--62.5 92.0水--吡啶--115.5 42--58 94.0水--二硫化碳--46 2.0--98.0 44甲醇--二氯甲烷 64.7--41 7.3--92.7 37.8甲醇--氯仿--56.2 12--88 55.5甲醇--四氯化碳--77.0 21--79 55.7甲醇--丙酮--56.2 12--88 55.5甲醇--苯--80.6 39.1--60.9 57.6甲醇/甲酸甲酯/环己烷 17.8/48.6/33.6 50.8乙醇--乙酸乙酯 78.3--78.0 30--70 72.0乙醇--苯--80.6 32--68 68.2乙醇--氯仿--61.2 7--93 59.4乙醇--四氯化碳--77.0 16--84 65.1乙醇/苯/水78.3/80.6/100 19/74/7 64.9乙酸乙酯--四氯化碳78.0--77.0 43--57 75.0乙酸乙酯--环己烷 46--54 71.6乙酸甲酯--环己烷83--17 54.9氯仿--丙酮 61.2--56.4 80--20 64.7甲苯--乙酸 101.5--118.5 72--28 105.4(a)与水形成的二元共沸物(水沸点100℃)(b)常见有机溶剂间的共沸混合物水在不同压力下的沸点水在不同压力下的沸点 Boiling Pointsof Water atDifferentPressures水在不同压力下的沸点Boiling Points of Water at Different。
水的沸点压力对照表水的沸点压力对照表:
① 0度摄氏度:沸点压力为0.006百帕(Pa)
② 10度摄氏度:沸点压力为0.103百帕(Pa)
③ 20度摄氏度:沸点压力为0.320百帕(Pa)
④ 30度摄氏度:沸点压力为0.707百帕(Pa)
⑤ 40度摄氏度:沸点压力为1.260百帕(Pa)
⑥ 50度摄氏度:沸点压力为2.033百帕(Pa)
⑦ 60度摄氏度:沸点压力为3.041百帕(Pa)
⑧ 70度摄氏度:沸点压力为4.400百帕(Pa)
⑨ 80度摄氏度:沸点压力为6.106百帕(Pa)
⑩ 90度摄氏度:沸点压力为8.183百帕(Pa)
水的沸点压力是随着温度的变化而变化的。
当温度变化时,水的沸点压力就有所变化,这种变化称为沸点压力—温度关系。
以下是水的沸点压力和温度之间关系的对照表。
0度摄氏度:沸点压力为0.006百帕(Pa)
10度摄氏度:沸点压力为0.103百帕(Pa)
20度摄氏度:沸点压力为0.320百帕(Pa)
30度摄氏度:沸点压力为0.707百帕(Pa)
40度摄氏度:沸点压力为1.260百帕(Pa)
50度摄氏度:沸点压力为2.033百帕(Pa)
60度摄氏度:沸点压力为3.041百帕(Pa)
70度摄氏度:沸点压力为4.400百帕(Pa)
80度摄氏度:沸点压力为6.106百帕(Pa)
90度摄氏度:沸点压力为8.183百帕(Pa)
温度以摄氏度为单位,根据常规现象,当温度升高时,水就会沸腾,而沸腾过程受到沸点压力的限制,所以随着温度的升高,水的沸点压力也会随之升高。
照片中的对照表给出了水的沸点压力和温度之间的关系,从中我们可以看到,当温度升高一度时,水的沸点压力也会增加,而且随着温度的逐渐增加,水的沸点压力也会逐渐变大,最终在90度摄氏度时,水的沸点压力达到8.183百帕。
温度对沸点压力的影响是很明显的,所以在拓展水体热力学运用时,水的沸点压力是有必要关注的一个参数。
由上图可知,不同温度时,
水的沸点压力是不同的,可以根据温度作出相应的改变以满足使用时的要求,为拓展水体热力学应用打下基础。