Tvaika spiediena kalkulators: novērtējiet vielas volatilitāti

Aprēķiniet tvaika spiedienu parastām vielām dažādās temperatūrās, izmantojot Antoina vienādojumu. Nepieciešams ķīmijā, ķīmiskajā inženierijā un termodinamikas lietojumos.

Tvaika spiediena novērtētājs

Izvēlieties vielu

H₂O - Bezkrāsains, bezsmaržīgs šķ liquids, kas ir būtisks dzīvībai

Temperatūra

°C

Derīgais diapazons: 1°C līdz 100°C

Tvaika spiediens

Kopēt

N/AmmHg

Aprēķina formula

Antoina vienādojums:

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

Tvaika spiediens pret temperatūru

Loading chart...

Diagramma parāda tvaika spiediena svārstības ar temperatūru

📚

Dokumentācija

Tvaika spiediena kalkulators: Precīza vielu tvaika spiediena novērtēšana

Ievads tvaika spiedienā

Tvaika spiediens ir pamatfizikāla īpašība, kas pārstāv spiedienu, ko tvaiks izsaka termodinamikas līdzsvarā ar tā kondensētajām fāzēm (cietā viela vai šķidrums) noteiktā temperatūrā. Šis tvaika spiediena kalkulators nodrošina vienkāršu, bet jaudīgu veidu, kā novērtēt dažādu vielu tvaika spiedienu dažādās temperatūrās, izmantojot Antoina vienādojumu. Neatkarīgi no tā, vai esat ķīmijas students, laboratorijas tehniķis vai ķīmijas inženieris, tvaika spiediena izpratne ir būtiska, lai prognozētu fāzu uzvedību, projektētu destilācijas procesus un nodrošinātu drošību ķīmisko vielu apstrādē.

Kalkulators ļauj izvēlēties no parastām vielām, tostarp ūdens, alkoholiem un organiskajiem šķīdinātājiem, un nekavējoties aprēķina tvaika spiedienu jūsu norādītajā temperatūrā. Vizualizējot attiecības starp temperatūru un tvaika spiedienu, jūs varat labāk izprast dažādu vielu volatilitātes raksturlielumus un pieņemt pamatotus lēmumus savās zinātniskajās vai inženierijas lietojumprogrammās.

Zinātne par tvaika spiedienu

Tvaika spiediens ir vielas tendences iztvaikot mērījums. Noteiktā temperatūrā šķidruma virsmas molekulas ir ar dažādām enerģijām. Tās, kurām ir pietiekama enerģija, var pārvarēt starpmolekulārās spēka, kas tās tur šķidrā stāvoklī, un izbēgt gāzes fāzē. Palielinoties temperatūrai, vairāk molekulu iegūst pietiekami daudz enerģijas, lai izbēgtu, kas noved pie augstāka tvaika spiediena.

Antoina vienādojums tvaika spiediena aprēķināšanai

Kalkulators izmanto Antoina vienādojumu, pusempīrisku korelāciju, kas iegūta no Clausius-Clapeyron attiecības. Šis vienādojums nodrošina precīzu metodi tvaika spiediena aprēķināšanai noteiktos temperatūras diapazonos:

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

Kur:

$P$ ir tvaika spiediens (mmHg)
$T$ ir temperatūra (°C)
$A$ , $B$ un $C$ ir vielai specifiski konstantas, kas noteiktas eksperimentāli

Antoina vienādojuma parametri atšķiras katrai vielai un ir derīgi tikai noteiktos temperatūras diapazonos. Ārpus šiem diapazoniem vienādojums var radīt neprecīzus rezultātus, jo mainās vielas fiziskās īpašības.

Antoina konstantas parastām vielām

Kalkulators iekļauj Antoina konstantas vairākām parastām vielām:

Viela	A	B	C	Derīgā temperatūras diapazons (°C)
Ūdens	8.07131	1730.63	233.426	1-100
Metanols	8.08097	1582.271	239.726	15-100
Etanols	8.20417	1642.89	230.3	20-100
Acetons	7.11714	1210.595	229.664	0-100
Benzens	6.90565	1211.033	220.79	8-100
Toluen	6.95464	1344.8	219.482	10-100
Hloroforams	6.95465	1170.966	226.232	0-100
Diētiķis ēteris	6.92333	1064.07	228.8	0-100

Šīs konstantas ir noteiktas, veicot rūpīgas eksperimentālās mērījumu un nodrošina precīzus tvaika spiediena novērtējumus to specifiskajos temperatūras diapazonos.

Tvaika spiediena vizualizācija

Temperatūra (°C) Tvaika spiediens (mmHg)

Ūdens Etanols Acetons 760 mmHg (1 atm) 25°C 50°C 75°C 100°C

Iepriekš redzamā diagramma ilustrē, kā tvaika spiediens eksponenciāli palielinās ar temperatūru trim parastām vielām: ūdeni, etanolu un acetonu. Horizontālā pārtraukta līnija pārstāv atmosfēras spiedienu (760 mmHg), pie kura viela vārās. Pamaniet, kā acetons sasniedz šo punktu daudz zemākā temperatūrā nekā ūdens, kas izskaidro, kāpēc tas vārās vieglāk istabas temperatūrā.

Kā izmantot tvaika spiediena kalkulatoru

Mūsu tvaika spiediena kalkulators ir izstrādāts ar vienkāršību un precizitāti prātā. Izpildiet šos soļus, lai aprēķinātu izvēlētās vielas tvaika spiedienu:

Izvēlieties vielu: Izvēlieties no pieejamo vielu nolaižamā saraksta, tostarp ūdens, alkoholiem un parastajiem šķīdinātājiem.
Ievadiet temperatūru: Ievadiet temperatūru (°C), pie kuras vēlaties aprēķināt tvaika spiedienu. Pārliecinieties, ka temperatūra ir iekļauta derīgajā diapazonā jūsu izvēlētajai vielai.
Skatīt rezultātus: Kalkulators nekavējoties parādīs:
- Aprēķināto tvaika spiedienu mmHg
- Antoina vienādojumu ar specifiskajām konstantēm jūsu izvēlētajai vielai
- Vizuālo grafiku, kas parāda tvaika spiediena līkni dažādās temperatūrās
Analizējiet grafiku: Interaktīvais grafiks parāda, kā tvaika spiediens mainās ar temperatūru jūsu izvēlētajai vielai. Pašreizējā temperatūra un spiediena punkts ir izcelts sarkanā krāsā.
Kopēt rezultātus: Izmantojiet pogu "Kopēt", lai kopētu aprēķināto tvaika spiedienu uz jūsu starpliktuvi, lai to izmantotu ziņojumos vai turpmākos aprēķinos.

Ja ievadāt temperatūru ārpus derīgā diapazona izvēlētajai vielai, kalkulators parādīs kļūdas ziņojumu, kas norāda uz derīgo temperatūras diapazonu.

Soli pa solim aprēķina piemērs

Aprēķināsim ūdens tvaika spiedienu pie 25°C, izmantojot Antoina vienādojumu:

Identificējiet ūdens Antoina konstantas:
- A = 8.07131
- B = 1730.63
- C = 233.426
Ievietojiet šīs vērtības Antoina vienādojumā: $\log_{10}(P) = A - \frac{B}{C + T}$ $\log_{10}(P) = 8.07131 - \frac{1730.63}{233.426 + 25}$ $\log_{10}(P) = 8.07131 - \frac{1730.63}{258.426}$ $\log_{10}(P) = 8.07131 - 6.6968$ $\log_{10}(P) = 1.3745$
Aprēķiniet tvaika spiedienu, ņemot antilogu: $P = 10^{1.3745}$ $P = 23.7 \text{ mmHg}$

Tādējādi ūdens tvaika spiediens pie 25°C ir aptuveni 23.7 mmHg. Šī relatīvi zema vērtība izskaidro, kāpēc ūdens iztvaiko lēni istabas temperatūrā salīdzinājumā ar volatīlākiem šķidrumiem, piemēram, acetonu vai etanolu.

Izpratne par tvaika spiediena rezultātiem

Kalkulators sniedz tvaika spiedienu milimetros dzīvsudraba (mmHg), kas ir izplatīts tvaika spiediena mērījumu vienums. Šeit ir norādīts, kā interpretēt rezultātus:

Augstāks tvaika spiediens norāda uz volatīlāku vielu, kas pie noteiktas temperatūras vieglāk iztvaiko.
Zemāks tvaika spiediens norāda uz mazāk volatīlu vielu, kas vairāk paliek šķidrā formā.
Normālais vārīšanās punkts notiek, kad tvaika spiediens ir vienāds ar atmosfēras spiedienu (760 mmHg pie jūras līmeņa).

Piemēram, pie 25°C:

Ūdenim tvaika spiediens ir aptuveni 23.8 mmHg
Etanolam tvaika spiediens ir aptuveni 59.0 mmHg
Acetonam tvaika spiediens ir aptuveni 229.5 mmHg

Tas izskaidro, kāpēc acetons iztvaiko daudz ātrāk nekā ūdens istabas temperatūrā.

Mobilās lietojumprogrammas īstenošana

Tvaika spiediena novērtētāja mobilā lietojumprogramma piedāvā tīru, intuitīvu saskarni, kas izstrādāta gan iOS, gan Android platformām. Lietotne ievēro minimālisma dizaina principus ar divām galvenajām ievades laukiem:

Vielas izvēle: Nolaižamā izvēlne, kas ļauj lietotājiem izvēlēties no parastām vielām, tostarp ūdens, alkoholiem un organiskajiem šķīdinātājiem.
Temperatūras ievade: Skaitliska ievades lauks, kur lietotāji var ievadīt temperatūru Celsija.

Ievadot šīs vērtības, lietojumprogramma nekavējoties aprēķina un parāda tvaika spiedienu, izmantojot Antoina vienādojumu. Rezultātu ekrānā tiek parādīts:

Aprēķinātais tvaika spiediens mmHg
Vizualizācija, kas parāda, kur šī vērtība atrodas tvaika spiediena līknē
Derīgais temperatūras diapazons izvēlētajai vielai

Lietojumprogramma darbojas bezsaistē un prasa minimālus sistēmas resursus, padarot to pieejamu plaša spektra mobilajām ierīcēm. Interfeiss ir optimizēts vienas rokas darbībai, ar lieliem skārienmērķiem un skaidru, lasāmu tekstu.

Mobilās lietotnes funkcijas

Minimālisma dizains: Tīra saskarne ar tikai būtiskajiem elementiem, lai saglabātu uzmanību uz aprēķinu
Reāllaika aprēķins: Rezultāti tiek nekavējoties atjaunināti, kad lietotāji pielāgo temperatūru vai maina vielas
Bezsaistes funkcionalitāte: Nav nepieciešama interneta savienojuma aprēķiniem
Saglabāt iecienītākos: Grāmatzīme bieži izmantotās vielas/temperatūras kombinācijas
Vienību konversija: Pārslēgties starp dažādām spiediena vienībām (mmHg, kPa, atm, psi)
Tumšais režīms: Samazināta acu spriedze vājā apgaismojumā
Piekļuve: Atbalsts ekrāna lasītājiem un dinamiskai teksta izmēra maiņai

Lietojumprogramma prioritizē vienkāršību un precizitāti, izvairoties no nevajadzīgām funkcijām, kas varētu sarežģīt lietotāja pieredzi. Tas atbilst pamatdizaina principiem, nodrošinot vienkāršu rīku ātrai tvaika spiediena novērtēšanai ceļā.

Tvaika spiediena aprēķinu praktiskās pielietošanas

Tvaika spiediena izpratne un aprēķināšana ir daudzām praktiskām pielietošanām dažādās jomās:

Ķīmiskā inženierija un procesu dizains

Destilācijas procesa dizains: Tvaika spiediena atšķirības starp komponentiem ļauj atdalīšanu destilācijas kolonnās. Inženieri izmanto tvaika spiediena datus, lai noteiktu darba apstākļus un kolonnas specifikācijas.
Izvārīšanas un žāvēšanas procesi: Tvaika spiediena aprēķināšana palīdz optimizēt žāvēšanas procesus, prognozējot iztvaikošanas ātrumu dažādās temperatūrās.
Uzglabāšanas tvertņu dizains: Pareiza uzglabāšanas tvertņu projektēšana volatīviem šķidrumiem prasa tvaika spiediena izpratni, lai novērstu pārmērīgu spiediena pieaugumu.

Vides zinātne

Atmosfēras piesārņojuma modelēšana: Tvaika spiediena dati palīdz prognozēt, kā ķīmiskas vielas sadalīsies starp gaisu un ūdeni vidē.
Ūdens apstrāde: Tvaika spiediena izpratne par piesārņotājiem palīdz izstrādāt efektīvas gaisa izsistīšanas procesus ūdens attīrīšanai.

Farmācijas industrija

Zāļu formulācija: Tvaika spiediens ietekmē šķidro medikamentu stabilitāti un glabāšanas laiku, kā arī nosaka atbilstošos iepakojuma prasības.
Saldēšanas žāvēšanas procesi: Liofilizācijas procesi paļaujas uz tvaika spiediena uzvedības izpratni par ūdeni un šķīdinātājiem dažādās temperatūrās.

Laboratorijas pielietojumi

Vakuuma destilācija: Tvaika spiediena aprēķināšana samazinātā spiedienā palīdz noteikt atbilstošus apstākļus vakuuma destilācijai.
Rotācijas iztvaikošana: Rotācijas iztvaikošanas iestatījumu optimizēšana, pamatojoties uz šķīdinātāja tvaika spiedienu, uzlabo efektivitāti un novērš uzkrāšanos.
Volatīvu ķīmisko vielu uzglabāšana: Pareizi uzglabāšanas apstākļi volatīviem ķīmiskiem savienojumiem tiek noteikti, pamatojoties uz to tvaika spiediena raksturlielumiem.

Drošības pielietojumi

Bīstamo materiālu apstrāde: Tvaika spiediena dati ir būtiski, lai novērtētu uguns un sprādziena riskus volatīvajām vielām.
Respiratoru izvēle: Atbilstoša elpceļu aizsardzība tiek izvēlēta, pamatojoties uz bīstamo ķīmisko vielu tvaika spiedienu.

Alternatīvas tvaika spiediena noteikšanas metodes

Lai gan Antoina vienādojums nodrošina labu precizitāti daudzām lietojumprogrammām, pastāv alternatīvas metodes tvaika spiediena noteikšanai:

Clausius-Clapeyron vienādojums: Pamata termodinamisks vienādojums, kas saista tvaika spiedienu ar temperatūru, tvaika entalpiju un gāzes konstanti.
Wagner vienādojums: Piedāvā uzlabotu precizitāti plašākos temperatūras diapazonos, bet prasa vairāk parametrus.
Tieša mērīšana: Eksperimentālās metodes, piemēram, izoteniškops, vārīšanās punkta metode vai gāzes piesātināšanas tehnika, nodrošina tiešas tvaika spiediena mērījumus.
Grupas ieguldījumu metodes: Šīs metodes novērtē tvaika spiedienu, pamatojoties uz molekulāro struktūru, kad eksperimentālie dati nav pieejami.
Kompjūterķīmija: Molekulāro simulāciju metodes var prognozēt tvaika spiedienu no pirmās principa.

Vēsturiskā tvaika spiediena aprēķināšanas attīstība

Tvaika spiediena koncepts gadu gaitā ir ievērojami attīstījies:

Agrīnie novērojumi (17.-18. gadsimts): Zinātnieki, piemēram, Roberts Boils un Žaks Šarls, novēroja attiecības starp spiedienu, tilpumu un temperatūru gāzēm, bet vēl nebija formālizējuši tvaika spiediena jēdzienus.
Daltona daļējo spiedienu likums (1801): Džons Daltons ierosināja, ka gāzu maisījuma kopējais spiediens ir vienāds ar katra gāzes spiediena summu, ja tā aizņemtu tilpumu atsevišķi, nodrošinot pamatu tvaika spiediena izpratnei.
Clausius-Clapeyron vienādojums (1834): Benoît Paul Émile Clapeyron un vēlāk Rudolfs Klauziuss izstrādāja teorētisko pamatu, kas saista tvaika spiedienu ar temperatūru un tvaika iztvaikošanas siltumu.
Antoina vienādojums (1888): Luijs Šarls Antoins izstrādāja savu vienkāršoto vienādojumu tvaika spiediena aprēķināšanai, kas joprojām tiek plaši izmantots šodien, pateicoties tā praktiskajai vienkāršībai un precizitātei.
Mūsdienu attīstība (20. gadsimts un uz priekšu): Ir izstrādāti sarežģītāki vienādojumi, piemēram, Wagner vienādojums un skaitliskās metodes, lai nodrošinātu augstāku precizitāti plašākos temperatūras diapazonos.
Kompjūterizētās metodes (21. gadsimts): Modernas komputācijas ķīmijas tehnikas tagad ļauj prognozēt tvaika spiedienu no molekulārās struktūras un pirmprincipiem.

Koda piemēri tvaika spiediena aprēķināšanai

Šeit ir piemēri, kā īstenot Antoina vienādojumu tvaika spiediena aprēķināšanai dažādās programmēšanas valodās:

1' Excel funkcija tvaika spiediena aprēķināšanai, izmantojot Antoina vienādojumu
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' Piemērs ūdenim pie 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    Aprēķināt tvaika spiedienu, izmantojot Antoina vienādojumu
6    
7    Args:
8        temperature: Temperatūra Celsija
9        A, B, C: Antoina vienādojuma konstantas vielai
10        
11    Returns:
12        Tvaika spiediens mmHg
13    """
14    return 10 ** (A - B / (C + temperature))
15
16# Piemērs ūdenim pie 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"Tvaika spiediens ūdenim pie {temperature}°C: {vapor_pressure:.2f} mmHg")
26

1/**
2 * Aprēķināt tvaika spiedienu, izmantojot Antoina vienādojumu
3 * @param {number} temperature - Temperatūra Celsija
4 * @param {number} A - Antoina konstante A
5 * @param {number} B - Antoina konstante B
6 * @param {number} C - Antoina konstante C
7 * @returns {number} Tvaika spiediens mmHg
8 */
9function calculateVaporPressure(temperature, A, B, C) {
10  return Math.pow(10, A - B / (C + temperature));
11}
12
13// Piemērs etanolam pie 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(`Tvaika spiediens etanolam pie ${temperature}°C: ${vaporPressure.toFixed(2)} mmHg`);
29

1public class VaporPressureCalculator {
2    /**
3     * Aprēķināt tvaika spiedienu, izmantojot Antoina vienādojumu
4     * 
5     * @param temperature Temperatūra Celsija
6     * @param A Antoina konstante A
7     * @param B Antoina konstante B
8     * @param C Antoina konstante C
9     * @return Tvaika spiediens 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        // Piemērs acetonam pie 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("Tvaika spiediens acetonam pie %.1f°C: %.2f mmHg%n", temperature, vaporPressure);
24    }
25}
26

1#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <iomanip>
4
5/**
6 * Aprēķināt tvaika spiedienu, izmantojot Antoina vienādojumu
7 * 
8 * @param temperature Temperatūra Celsija
9 * @param A Antoina konstante A
10 * @param B Antoina konstante B
11 * @param C Antoina konstante C
12 * @return Tvaika spiediens 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    // Piemērs benzenam pie 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 << "Tvaika spiediens benzenam pie " << temperature << "°C: " 
28              << std::fixed << std::setprecision(2) << vaporPressure << " mmHg" << std::endl;
29    
30    return 0;
31}
32

1# R funkcija tvaika spiediena aprēķināšanai, izmantojot Antoina vienādojumu
2calculate_vapor_pressure <- function(temperature, A, B, C) {
3  return(10^(A - B / (C + temperature)))
4}
5
6# Piemērs toluenam pie 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("Tvaika spiediens toluenam pie %.1f°C: %.2f mmHg\n", 
18            temperature, vapor_pressure))
19

1/**
2 * Aprēķināt tvaika spiedienu, izmantojot Antoina vienādojumu
3 * 
4 * - Parametri:
5 *   - temperature: Temperatūra Celsija
6 *   - a: Antoina konstante A
7 *   - b: Antoina konstante B
8 *   - c: Antoina konstante C
9 * - Atgriež: Tvaika spiediens mmHg
10 */
11func calculateVaporPressure(temperature: Double, a: Double, b: Double, c: Double) -> Double {
12    return pow(10, a - b / (c + temperature))
13}
14
15// Piemērs hloroforam pie 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("Tvaika spiediens hloroforam pie \(temperature)°C: \(String(format: "%.2f", vaporPressure)) mmHg")
23

1using System;
2
3class VaporPressureCalculator
4{
5    /**
6     * Aprēķināt tvaika spiedienu, izmantojot Antoina vienādojumu
7     * 
8     * @param temperature Temperatūra Celsija
9     * @param A Antoina konstante A
10     * @param B Antoina konstante B
11     * @param C Antoina konstante C
12     * @return Tvaika spiediens 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        // Piemērs diētiķa ēterim pie 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($"Tvaika spiediens diētiķa ēterim pie {temperature}°C: {vaporPressure:F2} mmHg");
29    }
30}
31

1<?php
2/**
3 * Aprēķināt tvaika spiedienu, izmantojot Antoina vienādojumu
4 * 
5 * @param float $temperature Temperatūra Celsija
6 * @param float $A Antoina konstante A
7 * @param float $B Antoina konstante B
8 * @param float $C Antoina konstante C
9 * @return float Tvaika spiediens mmHg
10 */
11function calculateVaporPressure($temperature, $A, $B, $C) {
12    return pow(10, $A - $B / ($C + $temperature));
13}
14
15// Piemērs metanolam pie 30°C
16$temperature = 30.0;
17$A = 8.08097;
18$B = 1582.271;
19$C = 239.726;
20
21$vaporPressure = calculateVaporPressure($temperature, $A, $B, $C);
22printf("Tvaika spiediens metanolam pie %.1f°C: %.2f mmHg\n", $temperature, $vaporPressure);
23?>
24

1package main
2
3import (
4    "fmt"
5    "math"
6)
7
8/**
9 * Aprēķināt tvaika spiedienu, izmantojot Antoina vienādojumu
10 * 
11 * @param temperature Temperatūra Celsija
12 * @param A Antoina konstante A
13 * @param B Antoina konstante B
14 * @param C Antoina konstante C
15 * @return Tvaika spiediens mmHg
16 */
17func calculateVaporPressure(temperature, A, B, C float64) float64 {
18    return math.Pow(10, A - B/(C + temperature))
19}
20
21func main() {
22    // Piemērs ūdenim pie 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("Tvaika spiediens ūdenim pie %.1f°C: %.2f mmHg\n", temperature, vaporPressure)
30}
31

1/**
2 * Aprēķināt tvaika spiedienu, izmantojot Antoina vienādojumu
3 * 
4 * @param temperature Temperatūra Celsija
5 * @param a Antoina konstante A
6 * @param b Antoina konstante B
7 * @param c Antoina konstante C
8 * @return Tvaika spiediens 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    // Piemērs acetonam pie 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!("Tvaika spiediens acetonam pie {:.1}°C: {:.2} mmHg", temperature, vapor_pressure);
23}
24

Biežāk uzdotie jautājumi par tvaika spiedienu

Kas ir tvaika spiediens vienkāršos vārdos?

Tvaika spiediens ir spiediens, ko izsaka konkrētas vielas tvaiks, kad tas ir līdzsvarā ar tās šķidro vai cieto fāzi noteiktā temperatūrā. Tas mēra, cik viegli viela iztvaiko – vielas ar augstāku tvaika spiedienu iztvaiko vieglāk nekā tās ar zemāku tvaika spiedienu.

Kā temperatūra ietekmē tvaika spiedienu?

Temperatūrai ir spēcīga pozitīva ietekme uz tvaika spiedienu. Palielinoties temperatūrai, molekulas iegūst vairāk kinētiskās enerģijas, ļaujot vairākām no tām pārvarēt starpmolekulārās spēka un izbēgt gāzes fāzē. Šī attiecība ir eksponenciāla, nevis lineāra, tāpēc tvaika spiediena līknes rāda strauju pieaugumu augstākās temperatūrās.

Kāda ir atšķirība starp tvaika spiedienu un atmosfēras spiedienu?

Tvaika spiediens ir spiediens, ko izsaka konkrētas vielas tvaiks, kad tas ir līdzsvarā ar tās šķidro vai cieto fāzi. Atmosfēras spiediens ir kopējais spiediens, ko izsaka visi gāzes atmosfērā. Kad vielas tvaika spiediens ir vienāds ar atmosfēras spiedienu, viela vārās.

Kāpēc tvaika spiediens ir svarīgs destilācijas procesos?

Destilācija balstās uz tvaika spiediena atšķirībām starp maisījuma komponentiem. Vielas ar augstāku tvaika spiedienu vieglāk iztvaiko un var tikt atdalītas no tām ar zemāku tvaika spiedienu. Tvaika spiediena izpratne palīdz optimizēt destilācijas apstākļus efektīvai atdalīšanai.

Vai tvaika spiedienu var izmērīt tieši?

Jā, tvaika spiedienu var izmērīt tieši, izmantojot vairākas eksperimentālās metodes:

Izoteniškopa metode
Statiskā metode (manometriskā metode)
Dinamiskā metode (vārīšanās punkta metode)
Gāzes piesātināšanas metode
Knudsena efūzijas metode

Kas notiek, kad tvaika spiediens ir vienāds ar atmosfēras spiedienu?

Kad vielas tvaika spiediens ir vienāds ar apkārtējo atmosfēras spiedienu, viela vārās. Tieši tāpēc ūdens vārās pie 100°C pie jūras līmeņa (kur atmosfēras spiediens ir aptuveni 760 mmHg), bet vārās zemākās temperatūrās augstākos augstumos, kur atmosfēras spiediens ir zemāks.

Cik precīzs ir Antoina vienādojums tvaika spiediena aprēķināšanai?

Antoina vienādojums nodrošina labu precizitāti (parasti 1-5% robežās) noteiktos temperatūras diapazonos katrai vielai. Ārpus šiem diapazoniem precizitāte samazinās. Augstas precizitātes lietojumiem vai ekstremālām apstākļiem var būt vēlams izmantot sarežģītākus vienādojumus, piemēram, Wagner vienādojumu.

Kādas ir parasti izmantotās tvaika spiediena vienības?

Parastas tvaika spiediena vienības ietver:

Milimetri dzīvsudraba (mmHg)
Torr (1 Torr = 1 mmHg)
Paskāli (Pa) vai kilopaskāli (kPa)
Atmosfēras (atm)
Mārciņas uz kvadrātcolu (psi)

Kā molekulārā struktūra ietekmē tvaika spiedienu?

Molekulārā struktūra būtiski ietekmē tvaika spiedienu, izmantojot:

Molekulāro svaru: Smagākas molekulas parasti ir ar zemāku tvaika spiedienu
Starpmolekulārās spēkus: Spēcīgāki spēki (ūdeņraža saites, dipolu-dipolu mijiedarbība) rezultējas zemākā tvaika spiedienā
Molekulāro formu: Kompaktākas molekulas bieži ir ar augstāku tvaika spiedienu nekā izstieptās
Funkcionālās grupas: Polarās grupas, piemēram, -OH, parasti samazina tvaika spiedienu

Vai es varu izmantot šo kalkulatoru maisījumu vielām?

Šis kalkulators ir izstrādāts tīrām vielām. Maisījumiem tvaika spiediens seko Raoult likumam ideālām šķīdumiem, kur katra komponenta daļējais tvaika spiediens ir vienāds ar tās molāro frakciju, reizinātu ar tās tīro tvaika spiedienu. Neideāliem maisījumiem jāņem vērā aktivitātes koeficienti.

Atsauces

Poling, B. E., Prausnitz, J. M., & O'Connell, J. P. (2001). Gāzu un šķidrumu īpašības (5. izdevums). McGraw-Hill.
Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2017). Ķīmiskās inženierijas termodinamikas ievads (8. izdevums). 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). Yaws rokasgrāmata par tvaika spiedienu: Antoina koeficienti (2. izdevums). Gulf Professional Publishing.
Reid, R. C., Prausnitz, J. M., & Poling, B. E. (1987). Gāzu un šķidrumu īpašības (4. izdevums). McGraw-Hill.
Perry, R. H., & Green, D. W. (2008). Perry's Chemical Engineers' Handbook (8. izdevums). McGraw-Hill.

Secinājums

Tvaika spiediena kalkulators nodrošina ātru un precīzu veidu, kā novērtēt dažādu vielu tvaika spiedienu dažādās temperatūrās, izmantojot labi izstrādāto Antoina vienādojumu. Tvaika spiediena izpratne ir būtiska daudzām lietojumprogrammām ķīmijā, ķīmiskajā inženierijā, vides zinātnē un drošības pārvaldībā.

Izmantojot šo kalkulatoru, jūs varat:

Prognozēt vielu fāzu uzvedību
Projektēt efektīvus destilācijas un atdalīšanas procesus
Novērtēt drošības riskus, kas saistīti ar volatīvām ķīmiskām vielām
Optimizēt ķīmisko vielu uzglabāšanas apstākļus
Labāk izprast iztvaikošanas un kondensācijas parādības

Lai iegūtu visprecīzākos rezultātus, pārliecinieties, ka strādājat derīgajā temperatūras diapazonā jūsu izvēlētajai vielai. Specializētām lietojumprogrammām, kas prasa augstāku precizitāti vai vielām, kas nav iekļautas mūsu datubāzē, apsveriet iespēju konsultēties ar visaptverošiem atsauces avotiem vai veikt tiešas eksperimentālas mērījumus.

Izmēģiniet mūsu tvaika spiediena kalkulatoru šodien, lai ātri noteiktu tvaika spiedienus jūsu ķīmiskajām lietojumprogrammām un ekspertiem!

💬

Atsauksmes

💬

Noklikšķiniet uz atsauksmju tosta, lai sāktu sniegt atsauksmes par šo rīku

🔗

Saistītie Rīki

Atklājiet vairāk rīku, kas varētu būt noderīgi jūsu darbplūsmai

Gāzu maisījumu daļējā spiediena kalkulators | Daltona likums

Izmēģiniet šo rīku

Raoula likuma tvaika spiediena kalkulators šķīdumu ķīmijā

Izmēģiniet šo rīku

Vārīšanas punkta kalkulators - Atrodiet vārīšanās temperatūras jebkurā spiedienā

Izmēģiniet šo rīku

Tvaika spiediena kalkulators: novērtējiet vielas volatilitāti

Tvaika spiediena novērtētājs

Tvaika spiediens

Aprēķina formula

Tvaika spiediens pret temperatūru

Dokumentācija

Tvaika spiediena kalkulators: Precīza vielu tvaika spiediena novērtēšana

Ievads tvaika spiedienā

Zinātne par tvaika spiedienu

Antoina vienādojums tvaika spiediena aprēķināšanai

Antoina konstantas parastām vielām

Tvaika spiediena vizualizācija

Kā izmantot tvaika spiediena kalkulatoru

Soli pa solim aprēķina piemērs

Izpratne par tvaika spiediena rezultātiem

Mobilās lietojumprogrammas īstenošana

Mobilās lietotnes funkcijas

Tvaika spiediena aprēķinu praktiskās pielietošanas

Ķīmiskā inženierija un procesu dizains

Vides zinātne

Farmācijas industrija

Laboratorijas pielietojumi

Drošības pielietojumi

Alternatīvas tvaika spiediena noteikšanas metodes

Vēsturiskā tvaika spiediena aprēķināšanas attīstība

Koda piemēri tvaika spiediena aprēķināšanai

Biežāk uzdotie jautājumi par tvaika spiedienu

Kas ir tvaika spiediens vienkāršos vārdos?

Kā temperatūra ietekmē tvaika spiedienu?

Kāda ir atšķirība starp tvaika spiedienu un atmosfēras spiedienu?

Kāpēc tvaika spiediens ir svarīgs destilācijas procesos?

Vai tvaika spiedienu var izmērīt tieši?

Kas notiek, kad tvaika spiediens ir vienāds ar atmosfēras spiedienu?

Cik precīzs ir Antoina vienādojums tvaika spiediena aprēķināšanai?

Kādas ir parasti izmantotās tvaika spiediena vienības?

Kā molekulārā struktūra ietekmē tvaika spiedienu?

Vai es varu izmantot šo kalkulatoru maisījumu vielām?

Atsauces

Secinājums

Atsauksmes

Saistītie Rīki

Gāzu maisījumu daļējā spiediena kalkulators | Daltona likums

Raoula likuma tvaika spiediena kalkulators šķīdumu ķīmijā

Vārīšanas punkta kalkulators - Atrodiet vārīšanās temperatūras jebkurā spiedienā

Molalitātes kalkulators: šķīduma koncentrācijas kalkulācijas rīks

Efūzijas ātruma kalkulators: salīdziniet gāzu efūziju, izmantojot Grēma likumu

Ūdens potenciāla kalkulators: šķīduma un spiediena potenciāla analīze