¿Qué es el calor latente de vaporización ( ) ¿en primer lugar? Wikipedia parece indicar que es la energía utilizada para superar las interacciones intermoleculares, sin tener en cuenta en absoluto el trabajo realizado para hacer retroceder la atmósfera para permitir un aumento de volumen cuando hierve un líquido.
Si es así, ¿sería correcto que disminuye a medida que aumenta el punto de ebullición, porque en el punto de ebullición más alto, se requiere menos energía para superar las interacciones intermoleculares más débiles?
De lo contrario, ¿sería entonces correcto decir que aumenta a medida que aumenta el punto de ebullición, suponiendo un volumen constante?
Digamos que hay un vaso de precipitados que contiene 1 kg de agua líquida en el punto de ebullición y un vaso de precipitados idéntico que contiene la misma cantidad de agua a la misma temperatura. Sin embargo, este segundo vaso está perfectamente sellado de manera que el volumen de su contenido, tanto líquido como gaseoso, no cambiará.
Dado que ambos líquidos están en el punto de ebullición, la aplicación de calor debería provocar la ebullición. Entonces, en comparación con el primer vaso de precipitados, ¿el segundo vaso de precipitados (en teoría) requeriría más o menos calor para que su 1 kg de agua líquida hierva por completo?
¡Gracias!
El nombre de la propiedad es en sí mismo una pista aquí: entalpía de vaporización. Por naturaleza, la entalpía tiene en cuenta el trabajo necesario para empujar contra la atmósfera.
Puede ver el impacto de aumentar la presión sobre la entalpía de vaporización en un diagrama de Mollier. El aumento de la presión tiene el efecto general de reducir la entalpía de vaporización, hasta que se vuelve cero en el punto crítico. En esta etapa, ya no hay un cambio de fase asociado con la vaporización.
Cuando la temperatura del agua en el vaso de precipitados aumenta, las moléculas de enlace b/w se liberan y el agua comienza a vaporizarse. cuando la temperatura alcanza los 100 grados, el agua comienza a hervir, pero la temperatura en el vaso de precipitados nunca aumenta y toda el agua se convierte en vapor. Eso se llama calor latente de vaporización. Pero en el caso del segundo vaso de precipitados, su parte superior está completamente cerrada, por lo que el vapor no puede escapar del vaso de precipitados, por lo que la presión en el vaso de precipitados comenzará a aumentar. Debido a la presión ejercida por el vapor sobre la superficie del agua, la molécula de agua restante no puede escapar o no puede convertirse en vapor (motivo: aumento de la presión de vapor en la superficie del agua). Entonces, el calor que se le da al vaso aumenta la temperatura del agua y luego las moléculas de agua obtienen más energía y comienzan a evaporarse. Nuevamente, la presión en el vaso de precipitados aumentará (debido a que está cerrado, el vapor no puede escapar a la atmósfera) y esa alta presión resiste la evaporación de la molécula de agua restante. Entonces, si calentamos el vaso de precipitados nuevamente, el agua restante absorberá ese calor, nuevamente la temperatura del agua aumentará y el proceso continuará... Esto realmente sucede en nuestra olla a presión...
Que sea simple.
El calor latente se refiere al calor requerido para superar los enlaces moleculares.
Calor latente de vaporización del agua a 1 bar, es . Lo que significa que se requiere mucho calor para romper las fuerzas intermoleculares y pasar a la fase gaseosa.
A medida que aumenta la presión sobre las moléculas, requieren más calor para superar la fuerza de presión que actúa o para escapar y, por lo tanto, el calor latente requerido es mayor.
Mientras que para el calor latente de condensación, debe ser removido, de modo que el agua líquida se convierta en hielo a 1 bar 0 grado c.
A medida que aumenta la presión, la presión que actúa ayuda a unir las moléculas, por lo que incluso la eliminación de una menor cantidad de calor también lo haría.
Por lo tanto, a medida que aumenta la presión a 100 grados, el calor latente de vaporización también aumenta, mientras que a medida que aumenta la presión, disminuye el calor latente de condensación.
Necesitará más energía para convertir el agua en vapor en uno sellado. El abierto tendrá libertad para expandirse, mientras que el sellado tendrá un volumen limitado. Cuando el sellado se evapora, las moléculas de vapor empujan moléculas de aire en el recipiente aumentando la presión. A medida que aumenta el punto de ebullición, también aumenta la entalpía, por lo que la diferencia en la entalpía final e inicial es mayor.
Claro, a medida que aumenta la presión, también lo hace el punto de ebullición y la cantidad de trabajo necesario para realizar contra la atmósfera que supondría. Pero este no es el caso. Trabajo realizado por el gas = cambio de volumen x presión atmosférica.
Si la presión atmosférica es realmente mayor, la cantidad de expansión del gas vaporizado requerida para alcanzar el equilibrio de presión sería menor.
Es más fácil imaginar el escenario como un volumen fijo de sustancia en un recipiente que puede expandirse libremente sin resistencia.
En conclusión, si la presión aumenta, el cambio de volumen disminuye. Por lo tanto, el calor latente de vaporización permanece constante.
Creo que la presión hace que sea más difícil vaporizar el agua. Sin embargo, el calor reduce la fuerza de los enlaces de hidrógeno. Lo que la respuesta de Whelp no consideró es ¿por qué el calor latente de vaporización en el punto crítico es cero?
Si agrega todo el calor requerido para elevar la temperatura de 1 litro de agua desde 100 C hasta el punto crítico, encontrará que es aproximadamente la mitad de la cantidad de calor requerida para vaporizar el agua. Eso se calcula a 4200 J / grado a presión atmosférica. Sin embargo, si agrega el calor requerido a diferentes presiones y temperaturas utilizando un gráfico de calor específico isobárico, notará que el calor requerido de hecho aumenta bruscamente a medida que aumenta la presión, pero la cantidad total de calor aún está por debajo de lo que se requiere. . Las altas temperaturas debilitan los enlaces de hidrógeno más de lo que la presión los aumenta.
usuario41400