余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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液态水的物质的量对其饱和蒸气压的影响

已有 226 次阅读 2025-3-14 10:17 |系统分类:教学心得

       本文拟结合复合式热力学平衡常数概念,探究25℃时液态水的物质的量对其饱和蒸气压的影响的内在规

律,供参考.

  1. 水的挥发

    设外压恒定为100kPa,初始敞口反应器内干空气体积为10dm3.

    由理想气体状态方程可得25℃时,敞口反应器内干空气的物质的量(n0)为:

    no=pV/(RT)=100kPa×10dm3/(8.314J·mol-1·K-1×298.15K)=0.4034mol

备注:假设液态水挥发过程干空气的物质的量恒定.

      25℃敞口反应器内液态水的相变可表示为:

                        H2O(l)→H2O(g)                        

初始/mol            n              0

平衡/mol            n-x           x

      则:n(g)=n0+x=0.4034+x  (mol)

      peq(H2O,g)=[x/(n0+x)]·pθ=[x/(0.4034+x)]·pθ     

      将相关数据代入复合式热力学平衡常数表示式[1]可得:

image.png       (1)

   2.液态水的物质的量对其饱和蒸气压的影响

      当n取不同值时,得到的25℃时水蒸气的物质的量(x)及水蒸汽的饱和蒸气压[peq(H2O,g)]结果参见如下表

1所示:

  表1. 液态水的物质的量(n)与水蒸气的物质的量(x)及水蒸汽的饱和蒸气压[peq(H2O,g)]

image.png 

     表1数据显示,25℃、10dm3敞口反应器内,随着液态水的加入量(n)增大,液态水的饱和蒸汽压

[peq(H2O,g)]将增加;当n≥70.0mol时,peq(H2O,g)≈99.00~100.00kPa,可基本保持恒定.

 3. 结论

     液态水的物质的量是影响其饱和蒸气压的重要因素,不应被忽视.

参考文献

[1]余高奇.热力学平衡常数研究(Ⅱ).科学网博客,2025,2.



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