Vaporinio Slėgio Skaičiuoklė: Įvertinkite Medžiagos Volatilumą

Apskaičiuokite dažnų medžiagų vaporinį slėgį skirtingose temperatūrose naudodami Antoine lygtį. Būtina chemijos, chemijos inžinerijos ir termodinamikos taikymams.

Garų Slėgio Estimavimo Įrankis

Pasirinkite Medžiagą

H₂O - Bespalvis, bekvapis skystis, būtinas gyvybei

Temperatūra

°C

Galiojantis diapazonas: 1°C iki 100°C

Garų Slėgis

Kopijuoti

N/AmmHg

Skaičiavimo Formulė

Antoine Lygtis:

log₁₀(P) = 8.07131 - 1730.63/(233.426 + T)

Garų Slėgis vs Temperatūra

Loading chart...

Diagramoje parodytas garų slėgio pokytis su temperatūra

📚

Dokumentacija

Garų Slėgio Kalkuliatorius: Tiksli Medžiagų Garų Slėgio Įvertinimas

Įvadas į Garų Slėgį

Garo slėgis yra pagrindinė fizikinė savybė, kuri atspindi slėgį, kurį išskiria garai termodinaminėje pusiausvyroje su savo kondensuotomis fazėmis (kietąja arba skystąja) esant tam tikrai temperatūrai. Šis garų slėgio kalkuliatorius suteikia paprastą, tačiau galingą būdą įvertinti įvairių medžiagų garų slėgį skirtingose temperatūrose naudojant Antoine lygtį. Nesvarbu, ar esate chemijos studentas, laboratorijos technikas, ar chemijos inžinierius, suprasti garų slėgį yra būtina norint prognozuoti fazių elgseną, projektuoti distiliavimo procesus ir užtikrinti saugumą cheminio apdorojimo metu.

Kalkuliatorius leidžia pasirinkti iš įprastų medžiagų, įskaitant vandenį, alkoholius ir organinius tirpiklius, ir tuoj pat apskaičiuoja garų slėgį jūsų nurodytoje temperatūroje. Vizualizuodami ryšį tarp temperatūros ir garų slėgio, galite geriau suprasti skirtingų medžiagų volatiliškumo charakteristikas ir priimti informuotus sprendimus savo mokslinėse ar inžinerinėse taikymuose.

Mokslas apie Garų Slėgį

Garų slėgis yra medžiagos linkimo išgaruoti matas. Bet kurioje temperatūroje molekulės skysčio paviršiuje turi įvairių energijų. Tos, kurios turi pakankamai energijos, gali įveikti tarpmolekulinės jėgos, laikančias jas skystoje būsenoje, ir pabėgti į dujinę fazę. Augant temperatūrai, daugiau molekulių gauna pakankamai energijos pabėgti, todėl garų slėgis didėja.

Antoine Lygtis Garų Slėgio Apskaičiavimui

Kalkuliatorius naudoja Antoine lygtį, pusiau empirinį ryšį, gautą iš Clausius-Clapeyron ryšio. Ši lygtis suteikia tikslią metodą garų slėgiui apskaičiuoti per tam tikras temperatūrų ribas:

$\log_{10}(P) = A - \frac{B}{C + T}$

Kur:

$P$ yra garų slėgis (mmHg)
$T$ yra temperatūra (°C)
$A$ , $B$ ir $C$ yra eksperimentaliai nustatyti medžiagos specifiniai konstantai

Antoine lygties parametrai skiriasi kiekvienai medžiagai ir galioja tik per specifines temperatūrų ribas. Už šių ribų lygtis gali duoti netikslius rezultatus dėl medžiagos fizinių savybių pokyčių.

Antoine Konstantos Įprastoms Medžiagoms

Kalkuliatorius apima Antoine konstantas kelioms įprastoms medžiagoms:

Medžiaga	A	B	C	Galiojanti Temperatūros Riba (°C)
Vanduo	8.07131	1730.63	233.426	1-100
Metanolis	8.08097	1582.271	239.726	15-100
Etanolis	8.20417	1642.89	230.3	20-100
Acetonas	7.11714	1210.595	229.664	0-100
Benzenas	6.90565	1211.033	220.79	8-100
Toluenas	6.95464	1344.8	219.482	10-100
Chloroformas	6.95465	1170.966	226.232	0-100
Diethyl Eteris	6.92333	1064.07	228.8	0-100

Šios konstantos buvo nustatytos kruopščiai eksperimentiniais matavimais ir suteikia tikslius garų slėgio įverčius per jų specifines temperatūrų ribas.

Garų Slėgio Vizualizacija

Temperatūra (°C) Garų Slėgis (mmHg)

Vanduo Etanolis Acetonas 760 mmHg (1 atm) 25°C 50°C 75°C 100°C

Aukščiau pateikta diagrama iliustruoja, kaip garų slėgis eksponentiškai didėja su temperatūra trims įprastoms medžiagoms: vandeniui, etanoliu ir acetonui. Horizontalioji brūkšninė linija atspindi atmosferos slėgį (760 mmHg), kuriuo metu medžiaga užvirs. Atkreipkite dėmesį, kaip acetonas pasiekia šį tašką daug žemesnėje temperatūroje nei vanduo, paaiškinant, kodėl jis verda lengviau kambario temperatūroje.

Kaip Naudotis Garų Slėgio Kalkuliatoriumi

Mūsų garų slėgio kalkuliatorius sukurtas su paprastumu ir tikslumu mintyse. Sekite šiuos žingsnius, kad apskaičiuotumėte pasirinktos medžiagos garų slėgį:

Pasirinkite Medžiagą: Pasirinkite iš išskleidžiamojo meniu, kuriame yra įprastos medžiagos, įskaitant vandenį, alkoholius ir bendruosius tirpiklius.
Įveskite Temperatūrą: Įveskite temperatūrą (°C), kurioje norite apskaičiuoti garų slėgį. Įsitikinkite, kad temperatūra yra per galiojančias ribas jūsų pasirinktai medžiagai.
Peržiūrėkite Rezultatus: Kalkuliatorius tuoj pat parodys:
- Apskaičiuotą garų slėgį mmHg
- Antoine lygtį su specifiniais konstantais jūsų pasirinktai medžiagai
- Vizualinę grafiką, rodančią garų slėgio kreivę per temperatūras
Analizuokite Grafiką: Interaktyvus grafikas rodo, kaip garų slėgis keičiasi su temperatūra jūsų pasirinktai medžiagai. Dabartinis temperatūros ir slėgio taškas pažymėtas raudonai.
Kopijuokite Rezultatus: Naudokite mygtuką "Kopijuoti", kad nukopijuotumėte apskaičiuotą garų slėgį į savo iškarpinę, kad galėtumėte naudoti ataskaitose ar tolesniuose skaičiavimuose.

Jei įvesite temperatūrą, kuri yra už galiojančių ribų pasirinktai medžiagai, kalkuliatorius parodys klaidos pranešimą, nurodydamas galiojančias temperatūros ribas.

Žingsnis po Žingsnio Apskaičiavimo Pavyzdys

Apskaičiuokime vandens garų slėgį esant 25°C naudojant Antoine lygtį:

Nustatykite Antoine konstantas vandeniui:
- A = 8.07131
- B = 1730.63
- C = 233.426
Pakeiskite šias vertes į Antoine lygtį: $\log_{10}(P) = A - \frac{B}{C + T}$ $\log_{10}(P) = 8.07131 - \frac{1730.63}{233.426 + 25}$ $\log_{10}(P) = 8.07131 - \frac{1730.63}{258.426}$ $\log_{10}(P) = 8.07131 - 6.6968$ $\log_{10}(P) = 1.3745$
Apskaičiuokite garų slėgį imdami antilogą: $P = 10^{1.3745}$ $P = 23.7 \text{ mmHg}$

Todėl vandens garų slėgis esant 25°C yra maždaug 23.7 mmHg. Ši palyginti maža vertė paaiškina, kodėl vanduo lėtai išgaruoja kambario temperatūroje, palyginti su labiau volatiliomis medžiagomis, tokiomis kaip acetonas ar etanolis.

Supratimas apie Garų Slėgio Rezultatus

Kalkuliatorius pateikia garų slėgį milimetrais gyvsidabrio (mmHg), kas yra įprastas garų slėgio matavimo vienetas. Štai kaip interpretuoti rezultatus:

Aukštesnis garų slėgis rodo labiau volatilią medžiagą, kuri lengviau išgaruoja esant tam tikrai temperatūrai.
Žemesnis garų slėgis rodo mažiau volatilią medžiagą, kuri labiau linkusi išlikti skystoje formoje.
Normalus virimo taškas įvyksta, kai garų slėgis lygu atmosferos slėgiui (760 mmHg jūros lygyje).

Pavyzdžiui, esant 25°C:

Vanduo turi garų slėgį maždaug 23.8 mmHg
Etanolis turi garų slėgį maždaug 59.0 mmHg
Acetonas turi garų slėgį maždaug 229.5 mmHg

Tai paaiškina, kodėl acetonas išgaruoja daug greičiau nei vanduo kambario temperatūroje.

Mobiliosios Programėlės Įgyvendinimas

Garų Slėgio Įvertinimo mobilioji programėlė turi švarią, intuityvią sąsają, skirtą tiek iOS, tiek Android platformoms. Programėlė laikosi minimalizmo dizaino principų su dviem pagrindiniais įvedimo laukais:

Medžiagos Pasirinkimas: Išskleidžiamasis meniu, leidžiantis vartotojams pasirinkti iš įprastų medžiagų, įskaitant vandenį, alkoholius ir organinius tirpiklius.
Temperatūros Įvedimas: Skaitmeninis įvedimo laukas, kuriame vartotojai gali įvesti temperatūrą Celsijaus laipsniais.

Įvedus šias vertes, programėlė tuoj pat apskaičiuoja ir rodo garų slėgį naudojant Antoine lygtį. Rezultatų ekrane rodomas:

Apskaičiuotas garų slėgis mmHg
Vizualinė reprezentacija, kur šis vertė patenka į garų slėgio kreivę
Galiojanti temperatūros riba pasirinktai medžiagai

Programėlė veikia be interneto ir reikalauja minimaliai sistemos išteklių, todėl yra prieinama plačiam mobiliojo įrenginio diapazonui. Sąsaja optimizuota vienos rankos operacijai, su dideliais jutikliniais taikiniais ir aiškiai skaitomu tekstu.

Mobiliosios Programėlės Funkcijos

Minimalistinis Dizainas: Švari sąsaja su tik esminiais elementais, kad būtų išlaikytas dėmesys skaičiavimui
Realaus Laiko Apskaičiavimas: Rezultatai atnaujinami iš karto, kai vartotojai keičia temperatūrą ar medžiagas
Veikimas Be Ryšio: Nereikia interneto ryšio skaičiavimams
Išsaugoti Mėgstamiausius: Žymėkite dažnai naudojamas medžiagų/temperatūrų kombinacijas
Vienetų Konversija: Perjungti tarp skirtingų slėgio vienetų (mmHg, kPa, atm, psi)
Tamsus Režimas: Sumažinta akių įtampa prasto apšvietimo sąlygomis
Prieinamumas: Palaikymas ekrano skaitytuvams ir dinaminis teksto dydžio keitimas

Programėlė prioritetą teikia paprastumui ir tikslumui, vengdama nereikalingų funkcijų, kurios galėtų komplikuoti vartotojo patirtį. Tai atitinka pagrindinius dizaino principus, teikiant paprastą įrankį greitiems garų slėgio įverčiams keliaujant.

Praktinės Garų Slėgio Apskaičiavimo Taikymo Sritys

Supratimas ir garų slėgio skaičiavimas turi daugybę praktinių taikymo sričių įvairiose srityse:

Chemijos Inžinerija ir Procesų Projektavimas

Distiliavimo Procesų Projektavimas: Garų slėgio skirtumai tarp komponentų leidžia atskirti distiliavimo kolonose. Inžinieriai naudoja garų slėgio duomenis, kad nustatytų darbo sąlygas ir kolonų specifikacijas.
Išgarinimo ir Džiovinimo Procesai: Garų slėgio skaičiavimas padeda optimizuoti džiovinimo procesus, prognozuojant išgarinimo greičius skirtingose temperatūrose.
Saugojimo Bakų Projektavimas: Tinkamas saugojimo bakų projektavimas volatiliems skysčiams reikalauja supratimo apie garų slėgį, kad būtų išvengta pernelyg didelio slėgio kaupimosi.

Aplinkos Mokslas

Atmosferos Taršos Modeliavimas: Garų slėgio duomenys padeda prognozuoti, kaip cheminės medžiagos pasiskirstys tarp oro ir vandens aplinkoje.
Vandens Valymas: Supratimas apie teršalų garų slėgį padeda projektuoti efektyvias oro stripavimo procesus vandens valymui.

Farmacijos Pramonė

Vaistų Formulavimas: Garų slėgis veikia skystų vaistų stabilumą ir galiojimo laiką bei nustato tinkamas pakuotės reikalavimus.
Šaldymo-Džiovinimo Procesai: Lyophilization procesai remiasi supratimu apie vandens ir tirpiklių garų slėgio elgseną skirtingose temperatūrose.

Laboratoriniai Taikymai

Vakuuminė Distiliacija: Garų slėgio skaičiavimas sumažintu slėgiu padeda nustatyti tinkamas sąlygas vakuuminei distiliacijai.
Rotacinė Išgarinimo Aparatūra: Optimizuojant rotacinio išgarinimo nustatymus pagal tirpiklio garų slėgį, gerinamas efektyvumas ir išvengiama bumpingo.
Volatilių Cheminių Medžiagų Saugojimas: Tinkamos saugojimo sąlygos volatilioms cheminėms medžiagoms nustatomos remiantis jų garų slėgio charakteristikomis.

Saugos Taikymai

Pavojingų Medžiagų Apdorojimas: Garų slėgio duomenys yra būtini vertinant gaisro ir sprogimo rizikas volatilioms medžiagoms.
Respiratorių Pasirinkimas: Tinkama kvėpavimo apsauga parenkama atsižvelgiant į pavojingų cheminių medžiagų garų slėgį.

Alternatyvūs Garų Slėgio Nustatymo Metodai

Nors Antoine lygtis suteikia gerą tikslumą daugeliui taikymų, egzistuoja alternatyvūs metodai garų slėgiui nustatyti:

Clausius-Clapeyron Lygtis: Fundamentali termodinaminė lygtis, kuri susieja garų slėgį su temperatūra, garavimo entalpija ir dujų konstanta.
Wagner Lygtis: Siūlo geresnį tikslumą per platesnes temperatūrų ribas, tačiau reikalauja daugiau parametrų.
Tiesioginis Matavimas: Eksperimentiniai metodai, tokie kaip izoteniskopas, ebuliometrija arba dujų prisotinimo technikos, suteikia tiesioginius garų slėgio matavimus.
Grupės Indėlio Metodai: Šie metodai įvertina garų slėgį remiantis molekulinėmis struktūromis, kai eksperimentiniai duomenys nėra prieinami.
Kompensacinė Chemija: Molekulinės simuliacijos metodai gali prognozuoti garų slėgį remiantis pirmuoju principu.

Istorinė Garų Slėgio Apskaičiavimo Raida

Garo slėgio koncepcija per šimtmečius žymiai išsivystė:

Ankstyvieji Stebėjimai (17-18 amžiai): Tokie mokslininkai kaip Robertas Boyle'as ir Jacques'as Charles'as stebėjo ryšį tarp slėgio, tūrio ir temperatūros dujose, tačiau dar neformalizavo garų slėgio koncepcijų.
Daltono Dalinių Slėgių Įstatymas (1801): Johnas Daltonas pasiūlė, kad bendras dujų mišinio slėgis yra lygus visų dujų slėgių sumai, kurias kiekviena dujų dalis išskirtų, jei ji užimtų tūrį viena, sudarydama pagrindą suprasti garų slėgį.
Clausius-Clapeyron Lygtis (1834): Benoît Paul Émile Clapeyron ir vėliau Rudolfas Clausius sukūrė teorinį pagrindą, susiejantį garų slėgį su temperatūra ir garavimo entalpija.
Antoine Lygtis (1888): Louis Charles Antoine sukūrė savo supaprastintą lygtį garų slėgiui apskaičiuoti, kuri iki šiol plačiai naudojama dėl savo praktinio paprastumo ir tikslumo.
Modernūs Vystymosi (20 amžius ir vėliau): Išsamesnės lygtis, tokios kaip Wagner lygtis, ir kompiuteriniai metodai buvo sukurti didesniam tikslumui per platesnes temperatūrų ribas.
Kompensaciniai Metodai (21 amžius): Pažangūs kompiuterinės chemijos metodai dabar leidžia prognozuoti garų slėgį remiantis molekulinėmis struktūromis ir pirmuoju principu.

Kodo Pavyzdžiai Garų Slėgio Apskaičiavimui

Štai pavyzdžiai, kaip įgyvendinti Antoine lygtį garų slėgio apskaičiavimui įvairiose programavimo kalbose:

1' Excel funkcija, skirta apskaičiuoti garų slėgį naudojant Antoine lygtį
2Function VaporPressure(temperature As Double, A As Double, B As Double, C As Double) As Double
3    VaporPressure = 10 ^ (A - B / (C + temperature))
4End Function
5
6' Pavyzdys vandeniui esant 25°C
7' =VaporPressure(25, 8.07131, 1730.63, 233.426)
8

1import math
2
3def calculate_vapor_pressure(temperature, A, B, C):
4    """
5    Apskaičiuoti garų slėgį naudojant Antoine lygtį
6    
7    Args:
8        temperature: Temperatūra Celsijaus laipsniais
9        A, B, C: Antoine lygties konstantos medžiagai
10        
11    Returns:
12        Garų slėgis mmHg
13    """
14    return 10 ** (A - B / (C + temperature))
15
16# Pavyzdys vandeniui esant 25°C
17water_constants = {"A": 8.07131, "B": 1730.63, "C": 233.426}
18temperature = 25
19vapor_pressure = calculate_vapor_pressure(
20    temperature, 
21    water_constants["A"], 
22    water_constants["B"], 
23    water_constants["C"]
24)
25print(f"Vandens garų slėgis esant {temperature}°C: {vapor_pressure:.2f} mmHg")
26

1/**
2 * Apskaičiuoti garų slėgį naudojant Antoine lygtį
3 * @param {number} temperature - Temperatūra Celsijaus laipsniais
4 * @param {number} A - Antoine konstantas A
5 * @param {number} B - Antoine konstantas B
6 * @param {number} C - Antoine konstantas C
7 * @returns {number} Garų slėgis mmHg
8 */
9function calculateVaporPressure(temperature, A, B, C) {
10  return Math.pow(10, A - B / (C + temperature));
11}
12
13// Pavyzdys etanolio esant 30°C
14const ethanolConstants = {
15  A: 8.20417,
16  B: 1642.89,
17  C: 230.3
18};
19
20const temperature = 30;
21const vaporPressure = calculateVaporPressure(
22  temperature,
23  ethanolConstants.A,
24  ethanolConstants.B,
25  ethanolConstants.C
26);
27
28console.log(`Etanolio garų slėgis esant ${temperature}°C: ${vaporPressure.toFixed(2)} mmHg`);
29

1public class VaporPressureCalculator {
2    /**
3     * Apskaičiuoti garų slėgį naudojant Antoine lygtį
4     * 
5     * @param temperature Temperatūra Celsijaus laipsniais
6     * @param A Antoine konstantas A
7     * @param B Antoine konstantas B
8     * @param C Antoine konstantas C
9     * @return Garų slėgis mmHg
10     */
11    public static double calculateVaporPressure(double temperature, double A, double B, double C) {
12        return Math.pow(10, A - B / (C + temperature));
13    }
14    
15    public static void main(String[] args) {
16        // Pavyzdys acetono esant 20°C
17        double temperature = 20;
18        double A = 7.11714;
19        double B = 1210.595;
20        double C = 229.664;
21        
22        double vaporPressure = calculateVaporPressure(temperature, A, B, C);
23        System.out.printf("Acetono garų slėgis esant %.1f°C: %.2f mmHg%n", temperature, vaporPressure);
24    }
25}
26

1#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <iomanip>
4
5/**
6 * Apskaičiuoti garų slėgį naudojant Antoine lygtį
7 * 
8 * @param temperature Temperatūra Celsijaus laipsniais
9 * @param A Antoine konstantas A
10 * @param B Antoine konstantas B
11 * @param C Antoine konstantas C
12 * @return Garų slėgis mmHg
13 */
14double calculateVaporPressure(double temperature, double A, double B, double C) {
15    return pow(10.0, A - B / (C + temperature));
16}
17
18int main() {
19    // Pavyzdys benzeno esant 25°C
20    double temperature = 25.0;
21    double A = 6.90565;
22    double B = 1211.033;
23    double C = 220.79;
24    
25    double vaporPressure = calculateVaporPressure(temperature, A, B, C);
26    
27    std::cout << "Benzeno garų slėgis esant " << temperature << "°C: " 
28              << std::fixed << std::setprecision(2) << vaporPressure << " mmHg" << std::endl;
29    
30    return 0;
31}
32

1# R funkcija, skirta apskaičiuoti garų slėgį naudojant Antoine lygtį
2calculate_vapor_pressure <- function(temperature, A, B, C) {
3  return(10^(A - B / (C + temperature)))
4}
5
6# Pavyzdys tolieno esant 30°C
7temperature <- 30
8toluene_constants <- list(A = 6.95464, B = 1344.8, C = 219.482)
9
10vapor_pressure <- calculate_vapor_pressure(
11  temperature, 
12  toluene_constants$A, 
13  toluene_constants$B, 
14  toluene_constants$C
15)
16
17cat(sprintf("Tolieno garų slėgis esant %.1f°C: %.2f mmHg\n", 
18            temperature, vapor_pressure))
19

1/**
2 * Apskaičiuoti garų slėgį naudojant Antoine lygtį
3 * 
4 * - Parametrai:
5 *   - temperature: Temperatūra Celsijaus laipsniais
6 *   - a: Antoine konstantas A
7 *   - b: Antoine konstantas B
8 *   - c: Antoine konstantas C
9 * - Grąžina: Garų slėgis mmHg
10 */
11func calculateVaporPressure(temperature: Double, a: Double, b: Double, c: Double) -> Double {
12    return pow(10, a - b / (c + temperature))
13}
14
15// Pavyzdys chloroformo esant 25°C
16let temperature = 25.0
17let a = 6.95465
18let b = 1170.966
19let c = 226.232
20
21let vaporPressure = calculateVaporPressure(temperature: temperature, a: a, b: b, c: c)
22print("Chloroformo garų slėgis esant \(temperature)°C: \(String(format: "%.2f", vaporPressure)) mmHg")
23

1using System;
2
3class VaporPressureCalculator
4{
5    /**
6     * Apskaičiuoti garų slėgį naudojant Antoine lygtį
7     * 
8     * @param temperature Temperatūra Celsijaus laipsniais
9     * @param A Antoine konstantas A
10     * @param B Antoine konstantas B
11     * @param C Antoine konstantas C
12     * @return Garų slėgis mmHg
13     */
14    public static double CalculateVaporPressure(double temperature, double A, double B, double C)
15    {
16        return Math.Pow(10, A - B / (C + temperature));
17    }
18    
19    static void Main(string[] args)
20    {
21        // Pavyzdys diethyl eterio esant 20°C
22        double temperature = 20.0;
23        double A = 6.92333;
24        double B = 1064.07;
25        double C = 228.8;
26        
27        double vaporPressure = CalculateVaporPressure(temperature, A, B, C);
28        Console.WriteLine($"Diethyl eterio garų slėgis esant {temperature}°C: {vaporPressure:F2} mmHg");
29    }
30}
31

1<?php
2/**
3 * Apskaičiuoti garų slėgį naudojant Antoine lygtį
4 * 
5 * @param float $temperature Temperatūra Celsijaus laipsniais
6 * @param float $A Antoine konstantas A
7 * @param float $B Antoine konstantas B
8 * @param float $C Antoine konstantas C
9 * @return float Garų slėgis mmHg
10 */
11function calculateVaporPressure($temperature, $A, $B, $C) {
12    return pow(10, $A - $B / ($C + $temperature));
13}
14
15// Pavyzdys metanolio esant 30°C
16$temperature = 30.0;
17$A = 8.08097;
18$B = 1582.271;
19$C = 239.726;
20
21$vaporPressure = calculateVaporPressure($temperature, $A, $B, $C);
22printf("Metanolio garų slėgis esant %.1f°C: %.2f mmHg\n", $temperature, $vaporPressure);
23?>
24

1package main
2
3import (
4    "fmt"
5    "math"
6)
7
8/**
9 * Apskaičiuoti garų slėgį naudojant Antoine lygtį
10 * 
11 * @param temperature Temperatūra Celsijaus laipsniais
12 * @param A Antoine konstantas A
13 * @param B Antoine konstantas B
14 * @param C Antoine konstantas C
15 * @return Garų slėgis mmHg
16 */
17func calculateVaporPressure(temperature, A, B, C float64) float64 {
18    return math.Pow(10, A - B/(C + temperature))
19}
20
21func main() {
22    // Pavyzdys vandens esant 50°C
23    temperature := 50.0
24    A := 8.07131
25    B := 1730.63
26    C := 233.426
27    
28    vaporPressure := calculateVaporPressure(temperature, A, B, C)
29    fmt.Printf("Vandens garų slėgis esant %.1f°C: %.2f mmHg\n", temperature, vaporPressure)
30}
31

1/**
2 * Apskaičiuoti garų slėgį naudojant Antoine lygtį
3 * 
4 * @param temperature Temperatūra Celsijaus laipsniais
5 * @param a Antoine konstantas A
6 * @param b Antoine konstantas B
7 * @param c Antoine konstantas C
8 * @return Garų slėgis mmHg
9 */
10fn calculate_vapor_pressure(temperature: f64, a: f64, b: f64, c: f64) -> f64 {
11    10.0_f64.powf(a - b / (c + temperature))
12}
13
14fn main() {
15    // Pavyzdys acetono esant 15°C
16    let temperature = 15.0;
17    let a = 7.11714;
18    let b = 1210.595;
19    let c = 229.664;
20    
21    let vapor_pressure = calculate_vapor_pressure(temperature, a, b, c);
22    println!("Acetono garų slėgis esant {:.1}°C: {:.2} mmHg", temperature, vapor_pressure);
23}
24

Dažnai Užduodami Klausimai Apie Garų Slėgį

Kas yra garų slėgis paprastais žodžiais?

Garų slėgis yra slėgis, kurį išskiria garai, kai jie yra pusiausvyroje su savo skystąja arba kietąja faze tam tikroje temperatūroje. Jis matuoja, kaip lengvai medžiaga išgaruoja – didesnis garų slėgis rodo, kad medžiaga lengviau išgaruoja nei ta, kuri turi mažesnį garų slėgį.

Kaip temperatūra veikia garų slėgį?

Temperatūra turi stiprų teigiamą poveikį garų slėgiui. Augant temperatūrai, molekulės gauna daugiau kinetinės energijos, leidžiančios joms lengviau įveikti tarpmolekulinės jėgas ir pabėgti į dujinę fazę. Šis ryšys yra eksponentinis, o ne linijinis, todėl garų slėgio kreivės rodo staigų padidėjimą aukštesnėse temperatūrose.

Koks skirtumas tarp garų slėgio ir atmosferos slėgio?

Garų slėgis yra specifinės medžiagos garų slėgis, kai ji yra pusiausvyroje su savo skystąja arba kietąja faze. Atmosferos slėgis yra bendras slėgis, kurį išskiria visos dujos Žemės atmosferoje. Kai medžiagos garų slėgis lygu atmosferos slėgiui, medžiaga užvirs.

Kodėl garų slėgis yra svarbus distiliavimo procesuose?

Distiliacija remiasi skirtumais garų slėgiu tarp mišinio komponentų. Medžiagos su aukštesniu garų slėgiu lengviau išgaruoja ir gali būti atskirtos nuo tų, kurios turi žemesnį garų slėgį. Supratimas apie garų slėgį padeda optimizuoti distiliavimo sąlygas efektyviam atskyrimui.

Ar garų slėgį galima matuoti tiesiogiai?

Taip, garų slėgį galima matuoti tiesiogiai naudojant kelis eksperimentinius metodus:

Izoteniskopo metodas
Statinis metodas (manometrinis metodas)
Dinaminis metodas (virimo taško metodas)
Dujų prisotinimo metodas
Knudseno efuzijos metodas

Kas nutinka, kai garų slėgis lygu atmosferos slėgiui?

Kai medžiagos garų slėgis lygu aplinkos atmosferos slėgiui, medžiaga užvirs. Būtent todėl vanduo užverda 100°C esant jūros lygiui (kur atmosferos slėgis yra maždaug 760 mmHg), tačiau užverda žemesnėje temperatūroje didesniuose aukščiuose, kur atmosferos slėgis yra mažesnis.

Kiek tiksliai Antoine lygtis apskaičiuoja garų slėgį?

Antoine lygtis suteikia gerą tikslumą (paprastai per 1-5%) per kiekvienos medžiagos specifines temperatūrų ribas. Už šių ribų tikslumas mažėja. Didelio tikslumo taikymams arba ekstremalioms sąlygoms gali būti pageidaujamos sudėtingesnės lygtis, tokios kaip Wagner lygtis.

Kokie vienetai dažniausiai naudojami garų slėgiui?

Dažniausi garų slėgio matavimo vienetai yra:

Milimetrai gyvsidabrio (mmHg)
Torr (1 Torr = 1 mmHg)
Pascalai (Pa) arba kilopascalai (kPa)
Atmosferos (atm)
Svarai kvadratiniame colyje (psi)

Kaip molekulinė struktūra veikia garų slėgį?

Molekulinė struktūra žymiai veikia garų slėgį per:

Molekulinę masę: sunkesnės molekulės paprastai turi mažesnį garų slėgį
Tarpmolekulinės jėgos: stipresnės jėgos (vandeniliniai ryšiai, dipolinis-dipolinis sąveika) lemia mažesnį garų slėgį
Molekulinę formą: kompaktiškesnės molekulės dažnai turi didesnį garų slėgį nei ištemptos
Funkcines grupes: poliarinės grupės, tokios kaip -OH, paprastai sumažina garų slėgį

Ar galiu naudoti šį kalkuliatorių mišiniams iš medžiagų?

Šis kalkuliatorius skirtas grynoms medžiagoms. Mišiniams garų slėgis laikosi Raoult'o įstatymo idealioms tirpiniams, kur kiekvienos komponentės dalinis garų slėgis lygu jo molinei frakcijai, padaugintai iš jo gryno garų slėgio. Neidealiems mišiniams reikia atsižvelgti į aktyvumo koeficientus.

Nuorodos

Poling, B. E., Prausnitz, J. M., & O'Connell, J. P. (2001). The Properties of Gases and Liquids (5th ed.). McGraw-Hill.
Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2017). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics (8th ed.). McGraw-Hill Education.
Antoine, C. (1888). "Tensions des vapeurs: nouvelle relation entre les tensions et les températures." Comptes Rendus des Séances de l'Académie des Sciences, 107, 681-684, 778-780, 836-837.
NIST Chemistry WebBook, SRD 69. National Institute of Standards and Technology. https://webbook.nist.gov/chemistry/
Yaws, C. L. (2007). The Yaws Handbook of Vapor Pressure: Antoine Coefficients (2nd ed.). Gulf Professional Publishing.
Reid, R. C., Prausnitz, J. M., & Poling, B. E. (1987). The Properties of Gases and Liquids (4th ed.). McGraw-Hill.
Perry, R. H., & Green, D. W. (2008). Perry's Chemical Engineers' Handbook (8th ed.). McGraw-Hill.

Išvada

Garų Slėgio Kalkuliatorius suteikia greitą ir tikslią galimybę įvertinti įvairių medžiagų garų slėgį skirtingose temperatūrose naudojant gerai žinomą Antoine lygtį. Suprasti garų slėgį yra būtina daugeliui taikymų chemijoje, chemijos inžinerijoje, aplinkos moksluose ir saugos valdyme.

Naudodamiesi šiuo kalkuliatoriumi, galite:

Prognozuoti medžiagų fazių elgseną
Projektuoti efektyvius distiliavimo ir atskyrimo procesus
Įvertinti saugos rizikas, susijusias su volatiliomis cheminėmis medžiagomis
Optimizuoti chemines saugojimo sąlygas
Geriau suprasti išgarinimo ir kondensacijos reiškinius

Norėdami gauti tiksliausius rezultatus, įsitikinkite, kad dirbate per galiojančias ribas pasirinktai medžiagai. Specializuotiems taikymams, reikalaujantiems didesnio tikslumo, arba medžiagoms, neįtrauktoms į mūsų duomenų bazę, apsvarstykite galimybę pasikonsultuoti su išsamesniais šaltiniais arba atlikti tiesioginius eksperimentinius matavimus.

Išbandykite mūsų Garų Slėgio Kalkuliatorių šiandien, kad greitai nustatytumėte garų slėgius savo cheminėms programoms ir eksperimentams!

💬

Atsiliepimai

💬

Spustelėkite atsiliepimo skanėlį, norėdami pradėti teikti atsiliepimus apie šį įrankį

🔗

Susiję įrankiai

Raskite daugiau įrankių, kurie gali būti naudingi jūsų darbo eiga.