Tiempo para establecer la presión de vapor saturado por encima del líquido

Experimento mental: un líquido está en un recipiente cerrado en equilibrio con su vapor, y luego, de repente, todo el vapor se bombea. Apague la bomba para que instantáneamente no haya vapor presente.

¿Cuánto tiempo tarda en restablecerse la presión de vapor de equilibrio desde el momento en que se detiene el bombeo?

Esto dependerá principalmente de las circunstancias de su experimento, como la presión de vapor, el volumen vacío sobre el líquido, el área superficial, la temperatura y la entalpía de vaporización. ¿El líquido está conectado a un depósito térmico?
¿Está preguntando sobre el caso en que hay aire en el recipiente (que se convierte en aire seco cuando el vapor se elimina mágicamente), o el caso en que el líquido y el vapor son las únicas cosas en el recipiente? La diferencia es bastante grande porque en este último caso la baja presión hará que el líquido comience a hervir hasta que se restablezca el vapor, mientras que en el primer caso el aire junto al líquido se satura muy rápidamente, pero hay que esperar a que se difunda. para transportar el vapor lejos de esa capa, por lo que saturar todo el aire lleva mucho tiempo.

Respuestas (2)

Uno puede hacer una estimación. Considere la primera parte, líquido y su vapor en equilibrio. Sea la concentración de vapor norte 0 y temperatura T tal que el vapor se puede tratar como un gas ideal (es decir, no hay mucho vapor).

Entonces el flujo de moléculas que vuelan del vapor al líquido es

F ( norte 0 ) = 1 4 norte 0 ⟨ v ⟩ = 1 4 norte 0 8 k T π metro

Hay un flujo igual pero opuesto de líquido a vapor. Se puede suponer que este flujo seguirá siendo el mismo si se elimina el vapor.

Dejar norte ( t ) Sea la concentración de vapor en constante aumento después de la eliminación. Entonces su comportamiento está gobernado por la ecuación diferencial

V d norte d t = ( F ( norte 0 ) − F ( norte ) ) S

dónde V es el volumen disponible para el vapor y S es el área superficial de evaporación. Esta ecuación implica que el vapor ya evaporado está en equilibrio, lo que supongo que no debería estar muy mal en el caso que nos ocupa.

Una vez más, el argumento no es aplicable cerca del punto crítico ya que allí el vapor es casi como un líquido.

Este es un problema muy difícil porque cualquier flujo de evaporación siempre se calcula cuando el líquido y el vapor están en un estado cercano al equilibrio. En su problema, uno necesita usar la ecuación de Boltzmann y resolver el problema cinético completo. Ha habido muchos intentos de encontrar una fórmula simple para el flujo, la más utilizada se puede encontrar en este documento:

http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CGUQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.mie.utoronto.ca%2Flabs%2Ftkl%2Fpublications%2FWardFangExpress. pdf&ei=2jshUJjeGMe90QXpiYCQDQ&usg=AFQjCNE1eyAlPck_tx2MaKcCeqkobYHaJw&sig2=hw6URy7aqJAnBWdB_lNccA

Tiempo para establecer la presión de vapor saturado por encima del líquido
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