• Asignatura: Física
  • Autor: thiagomaxipro0
  • hace 7 años

como calcular la temperatura de sublimacion​

Respuestas

Respuesta dada por: skksjeejueestsysso
1

Cambios De Fase

Ecuacion De Clasius

 

     

   

   

     

   

∆V : diferencia de volumen entre ambas fases.

λ = T(sf

–si

) se denomina calor latente o entalpia de transición. Se considera normalmente

como constante.

Además se cumple en las vecindades del punto triple que:

λfus + λvap = λsub

En cualquier cambio de fase se cumple que las funciones de Gibbs molares serán iguales para

ambos estados (Condición de equilibrio)

Diagrama de fase

Las curvas representan la fusión, vaporización y sublimación del

elemento, el punto donde se juntan las tres curvas se denomina punto

triple ya que coexisten los tres estados.

Ecuaciones de sublimación y vaporización (Clasius-Clapeyron)

Consideramos Δ Vvap (el vol de vapor es mucho mayor al de liquido o solido)

Consideramos ahora que el vapor es un gas ideal PV=RT

Despejamos y resolvemos la EDO

! "

# $ Donde B es una constante de integración

Esto es valido para variaciones pequeñas de presión o temperatura de tal manera que la

variación de entalpia sea pequeña (λ constante)

Problemas

P1. La presión de vapor P del amoniaco (la curva de sublimación) queda expresada mediante la

relación ! 23.03 " )*+,

y la del amoniaco liquido (la curva de vaporización) por !

19.49 " 3063/2 en la que la presión se mide en mmHg y la temperatura en grados Kelvin.

a) Determine la presión del punto triple  

b) Determine los calores latentes de sublimación, vaporización y fusión correspondientes.

c) Si el amoniaco se encuentra en recipiente de paredes diatérmanas cerrado por un pistón

adiabático de área 0.01 m2

, la presión interna es 0.1 atm y T = -58ºC, calcular la mínima

masa que habría que depositar sobre el embolo para que se produzca un cambio de fase.

d) Propuesto: Calcule el trabajo realizado por el embolo

P2. En una transición de segundo orden si

= sf

o vi=vf para una determinada presión y

temperatura, Demostrar que en estos casos la ecuación de Clasius-Clapeyron puede escribirse de

la forma:

3

4

56758

96798

 

96798

:67:8

Hint: Considere si+dsi

=sf + dsf y vi

+ dvi

= vf

+ dvf

P3. Se ha determinado empíricamente que la presión de vapor del agua, dentro de un cierto

intervalo de temperaturas, queda expresada con suficiente aproximación mediante la ecuación

ln =

>

? @AB

CAD

donde K, A, B, C y D son constantes. Valiéndose de las aproximaciones

habituales calcule el calor latente de vaporización

Solución

P1. A)Para encontrar el punto triple debemos intersectar ambas curvas, para esto igualamos el

lado derecho de ambas expresiones con esto obtenemos T3=195.2K, reemplazando nuevamente

en cualquiera de las dos expresiones obtenemos P3=44,7mmHg

b)La forma de las curvas es ! "

# $ por lo que igualando componentes:

λsub =3754R=31222 J/mol

λvap =3063R=25475 J/mol

λfus = λsub - λvap = 5745 J/mol

c)-58ºC=215K, como la temperatura del punto triple es menor a esta (195.2K)sabemos que el

cambio de fase que debe producirse es el de vaporización ( puede verse desde el diagrama de

fase P-T), asi reemplazando en la curva de vaporización obtenemos:

P=188,6 mmHg ≈ 0.25 atm ≈ 25.4Pa

⇒F = 25.4*0.01 = .254 N

⇒m=0.254/9.796=2.6*10-2 Kg

P2. si

= sf

y si

+ dsi

= sf

+dsf

⇒ dsi = dsf ⇒ Tdsi

= Tdsf (1)

Usamos la segunda 2 E F 2 " 2 G H

H  !

Pero I 3

=

H

HJ?

Reemplazando e igualando en (1):

cpidT – TvβidP = cpfdT - TvβfdP  

!

2

1

2

KL " KM

IL " IM

De la misma forma que obtuvimos (1) conseguimos dvi

= dvf

Pero  N H4

H  2 # H4

H  ! NI 2 " NO !

P NIM 2 " NOM ! NIL 2 " NOL !

!

2

IL " IM

OL " OM

P3. Ln =

>

? @AB

CAD R ! ST =@AB

CAD?

R

!

2 !

UF # V2W$ " UX # $2WV

UF # V2WY

Usando aproximaciones usuales obtenemos a partir de la ecuación de Clasius:

!

2

!  

Z2Y !

UF # V2W$ " UX # $2WV

UF # V2W

Y

R  

Z2Y

UF$ " XVW

UF # V2W

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