Gőznyomás
A gőznyomás (tenzió) adott hőmérsékleten a folyadékával egyensúlyban lévő telített gőz nyomása. A folyadékok párolgása minden hőmérsékleten bekövetkezik, ugyanakkor minden gőz folyamatosan lecsapódik (kondenzálódik). Ez a két folyamat egymással párhuzamosan zajlik. Dinamikus egyensúlyról akkor beszélünk, ha az elpárolgó folyadék és lekondenzálódó gőz mennyisége állandó. Azt a parciális nyomást nevezzük gőznyomásnak, amelynél egy adott hőmérsékleten a dinamikus egyensúly fennáll.
A gőznyomás a hőmérséklettől erősen függ, de a tiszta folyadékokra jellemző érték. Az összefüggést az úgynevezett gőznyomásgörbe írja le.
A forráspont az a hőmérséklet, ahol a gőznyomás megegyezik a környezeti atmoszféra nyomásával. A forrásponton a gőznyomás elegendővé válik ahhoz, hogy legyőzze a légköri nyomást és gőzbuborékok formájában felszínre emeljen folyadékrészeket.
Mértékegysége
[szerkesztés]![](http://178.128.105.246/content-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/25/Water_vapor_pressure_graph.jpg/250px-Water_vapor_pressure_graph.jpg)
Mértékegysége az SI rendszerben a pascal (Pa), azaz newton/négyzetméter. Régebben az elfogadott mértékegység a torr, vagy higanymilliméter (mmHg) és az atmoszféra (atm) volt. Angolszász országokban a font/négyzethüvelyk (psi) mértékegységet használták. 1 pascal = 1 newton erő / 1 négyzetméter = 10 dyn/cm² = 0,01 mbar= 0,0075 mmHg = 0,000 009 69 atm= 0,00014 psi.
A szilárd test és a folyadék gőznyomásának kapcsolata
[szerkesztés]Megjegyzendő, hogy egy anyag gőznyomása általában különböző attól függően, hogy az anyag szilárd vagy folyékony halmazállapotban van. Ha a hőmérséklet olyan, hogy a folyadék gőznyomása magasabb, mint a szilárd halmazállapotúé, akkor a folyadék párolog, de lecsapódáskor szilárd halmazállapotba kondenzálódik, vagyis a folyadék megfagy. Ha egy hőmérsékleten a folyadék gőznyomása alacsonyabb, mint a szilárd halmazállapotúé, akkor a szilárd rész párolog, de a gőz folyadékká kondenzálódik, vagyis a szilárd rész olvad. Az a hőmérséklet, ahol a két gőznyomás egyenlő, egyensúly áll fenn a két fázis között. Ezt a hőmérsékletet olvadáspontnak hívják.
Víz gőznyomása
[szerkesztés]A víz, mint minden folyadék, akkor kezd forrni, ha gőznyomása eléri a légkör nyomását. Magasabb hegyeken az atmoszferikus nyomás alacsonyabb, ezért a víz alacsonyabb hőmérsékleten kezd forrni. A víz forráspontja 100 kPa környékén az alábbi közelítő képlettel számítható:
- ,
ahol a hőmérséklet celsius fokban (C°), a p nyomás pascalban (Pa) van megadva.
Példák gőznyomásokra
[szerkesztés]gáz | gőznyomás (bar) |
gőznyomás (mmHg) |
hőmérséklet |
---|---|---|---|
Hélium | 1 | 750 | -269,15 °C |
Propán | 22 | 16 500 | 55 °C |
Bután | 2,2 | 1650 | 20 °C |
Szénkéneg | 12,55 | 9412 | 25 °C |
Acetaldehid | 0,987 | 740 | 20 °C |
Freon 113 | 0,379 | 284 | 20 °C |
Metil-izobutil-keton | 0,02648 | 19,86 | 25 °C |
Volfrám | 0,001 | 0,75 | 3203 °C |