蒸气压计算器

安托万和克劳修斯-克拉佩龙方程工具

使用安托万或克劳修斯-克拉佩龙方程计算常见物质在任何温度下的蒸气压。支持多种单位和实际化学应用。

计算示例

尝试这些示例计算以了解计算器的工作原理。

25°C 下的水(安托万)

安托万

使用安托万方程计算25°C下水的蒸气压。

温度 (°C): 25 °C

第一个温度 (°C): undefined °C

第二个温度 (°C): undefined °C

T₁ 处的蒸气压 (Pa): undefined Pa

汽化焓 (J/mol): undefined J/mol

方法: Antoine Equation

物质: Water

压力单位: mmHg

60°C 下的乙醇(安托万)

安托万

使用安托万方程计算60°C下乙醇的蒸气压。

温度 (°C): 60 °C

第一个温度 (°C): undefined °C

第二个温度 (°C): undefined °C

T₁ 处的蒸气压 (Pa): undefined Pa

汽化焓 (J/mol): undefined J/mol

方法: Antoine Equation

物质: Ethanol

压力单位: kPa

水:80°C 下的压力(克拉佩龙)

克拉佩龙

给定25°C下水蒸气压(3168 Pa)和 ΔHvap = 40650 J/mol,计算80°C下的蒸气压。

温度 (°C): undefined °C

第一个温度 (°C): 25 °C

第二个温度 (°C): 80 °C

T₁ 处的蒸气压 (Pa): 3168 Pa

汽化焓 (J/mol): 40650 J/mol

方法: Clausius-Clapeyron Equation

物质: undefined

压力单位: undefined

40°C 下的丙酮(安托万)

安托万

使用安托万方程计算40°C下丙酮的蒸气压。

温度 (°C): 40 °C

第一个温度 (°C): undefined °C

第二个温度 (°C): undefined °C

T₁ 处的蒸气压 (Pa): undefined Pa

汽化焓 (J/mol): undefined J/mol

方法: Antoine Equation

物质: Acetone

压力单位: bar

其他标题
理解蒸气压:综合指南
掌握化学、工程和实际应用的蒸气压计算。

什么是蒸气压?

  • 定义和物理意义
  • 化学中的重要性
  • 影响蒸气压的因素
蒸气压是蒸气在给定温度下与其液相或固相平衡时施加的压力。它是决定物质蒸发容易程度的基本性质。
蒸气压的物理意义
在平衡状态下,蒸发速率等于冷凝速率。此时的压力就是蒸气压。蒸气压高的物质容易蒸发(挥发性),而蒸气压低的物质挥发性较差。
影响蒸气压的因素
温度是主要因素:随着温度升高,蒸气压呈指数增长。分子间力、分子质量和溶质的存在也会影响蒸气压。

蒸气压示例

  • 25°C下的水:蒸气压 ≈ 23.8 mmHg
  • 60°C下的乙醇:蒸气压 ≈ 0.79 bar

使用蒸气压计算器的分步指南

  • 选择计算方法
  • 输入所需数据
  • 解释结果
我们的计算器支持两种主要方法:安托万方程(使用物质常数直接计算)和克劳修斯-克拉佩龙方程(给定参考数据和汽化焓,估算新温度下的压力)。
使用安托万方程
选择物质,输入温度,选择所需的压力单位。计算器使用物质特定的安托万常数计算蒸气压。
使用克劳修斯-克拉佩龙方程
输入温度T₁处的已知蒸气压(P₁)、新温度T₂和汽化焓(ΔHvap)。计算器估算T₂处的蒸气压。
解释结果
结果以所选单位显示。对于克劳修斯-克拉佩龙,结果始终以帕斯卡(Pa)为单位。

分步示例

  • 使用安托万方程计算25°C下水的蒸气压。
  • 给定25°C下的P₁和ΔHvap,估算80°C下的蒸气压。

蒸气压计算的实际应用

  • 工业过程
  • 环境科学
  • 日常生活
蒸气压计算在化学工程、环境科学、气象学和产品安全中至关重要。它们有助于设计蒸馏塔、预测蒸发速率和评估化学危害。
工业应用
用于蒸馏、溶剂回收和过程安全。准确的蒸气压数据确保化学品的高效分离和安全储存。
环境和健康相关性
蒸气压影响空气质量、污染物扩散和化学品在环境中的命运。它对于理解湿度和云形成等天气现象也至关重要。
日常例子
烧开水、香水蒸发和衣服晾干都涉及蒸气压原理。

应用示例

  • 设计乙醇-水分离的蒸馏塔。
  • 预测溶剂泄漏的蒸发速率。

常见误解和正确方法

  • 单位混淆
  • 温度范围错误
  • 方程选择
常见错误包括使用错误的单位、在有效温度范围外应用方程,或混淆安托万和克劳修斯-克拉佩龙方法。
单位一致性
始终检查输入和输出单位是否一致。安托万方程通常以mmHg输出,但提供转换。
温度范围有效性
每种物质的安托万常数仅在特定温度范围内有效。使用此范围外的值会导致不准确的结果。
选择正确的方程
使用安托万进行已知常数的直接计算。当您有参考压力、温度和汽化焓时,使用克劳修斯-克拉佩龙。

最佳实践指南

  • 不要在1°C以下或100°C以上使用水的安托万常数。
  • 将克劳修斯-克拉佩龙的所有压力转换为Pa。

数学推导和示例

  • 安托万方程
  • 克劳修斯-克拉佩龙方程
  • 压力转换
安托万方程是一个经验关系:log₁₀(P) = A - B/(C+T),其中P是蒸气压(mmHg),T是温度(°C),A、B、C是物质特定常数。
克劳修斯-克拉佩龙方程
克劳修斯-克拉佩龙方程关联两个温度下的蒸气压:ln(P₂/P₁) = -ΔHvap/R (1/T₂ - 1/T₁),其中P以Pa为单位,T以开尔文为单位,ΔHvap以J/mol为单位,R是气体常数(8.314 J/mol·K)。
压力单位转换
常见转换:1 atm = 101325 Pa = 1.01325 bar = 760 mmHg = 101.325 kPa。计算器根据需要自动在单位之间转换。

计算示例

  • 使用安托万方程计算40°C下丙酮的蒸气压。
  • 使用克劳修斯-克拉佩龙估算水在80°C下的压力。