Cómo usar la ecuación de Clausius-Clapeyron

Escrito por allan robinson | Traducido por valeria garcia
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Cómo usar la ecuación de Clausius-Clapeyron
La ecuación de Clausius-Clapeyron describe la transición entre dos fases de la materia de una determinada sustancia. (Polka Dot Images/Polka Dot/Getty Images)

La ecuación de Clausius-Clapeyron describe la transición entre dos fases de la materia de una determinada sustancia. Esta transición puede demostrarse con un diagrama de presión-temperatura (P-T). Este tipo de gráfico muestra la presión de la temperatura en el eje x y eje y. La curva de coexistencia muestra los puntos en el diagrama P-T donde una sustancia en particular está cambiando entre las fases de la materia. Esta ecuación proporciona la pendiente de la curva de coexistencia en cada punto.

Nivel de dificultad:
Moderadamente difícil

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Instrucciones

  1. 1

    Describe matemáticamente la ecuación de Clausius-Clapeyron. Esto se da como dP/dT = L/TdV donde "dP" es el cambio instantáneo de la presión en la temperatura "T" y "dT" es el cambio instantáneo de la temperatura en la temperatura "T". "L" es el calor latente de la sustancia, "T" es la temperatura y "dV" es el cambio instantáneo en volumen en el punto de transición de fase para temperatura "T".

  2. 2

    Interpreta el valor dP/DT. El cambio instantáneo de presión dividido por el cambio instantáneo de la temperatura en la temperatura nos da la pendiente de la curva de coexistencia a la temperatura "T". En otras palabras, el valor dP/dT nos dice qué tan rápido está cambiando la transición de fase en "T".

  3. 3

    Deriva la ecuación de Clausius-Clapeyron para la fase líquida y el vapor. Utilizando la ley del gas ideal y cálculo integral, podemos usar la ecuación de Clausius-Clapeyron para aproximar la relación entre dos temperaturas en la curva de coexistencia. Esto se establece como lo siguiente: en (P1/P2) = dHvap/R(1/T2 – 1/T1), donde los puntos (P1, T1) y (T2, P2) son dos puntos de la curva de coexistencia. dHvap es la entalpía molar de vaporización, lo cual es una constante para esa sustancia. \"R\" es la constante de gas universal de 8.314 J mol-1 K-1

  4. 4

    Aplica la forma de la ecuación Clausius–Clapeyron obtenida en el paso 3. La ecuación en (P1/P2) = dHvap/R(1/T2 – 1/T1) se suele utilizar para predecir la transición "P2 de presión" a una temperatura "T2" desde un punto de transición conocido (P1, T1).

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