Φυσικοχημεία Ι (414)

Εξετάσαμε την κλίση των καμπυλών ισορροπίας σε διάγραμμα φάσεων. Είδαμε ποιοτικά την σημασία της πυκνότητας στερεών και υγρών για την επίδραση στο σημείο τήξεως. Αποδείξαμε την εξίσωση Clapeyron για την κλίση κάθε καμπύλης ισορροπίας dP/dT = Δs/Δv = Δh/(T Δv). Υπολογίσαμε την θερμοκρασία στην επιφάνεια λίμνης κρυμμένης κάτω από τους πάγους της Ανταρκτικής (όπως η λίμνη Vostok). Επεκτείναμε την σχέση για ισορροπίες μεταξύ αερίου και υγρού (ή στερεού), όπου η πολύ μεγάλη διαφορά όγκων επιτρέπει την απλούστευση σε dlnP/dT = Δh_vap/(RT²) [Clausius-Clapeyron]. Με ολοκλήρωση είδαμε μια απλή μορφή για μια σχέση που δίνει την τάση ατμών ενός υγρού συναρτήσει θερμοκρασίας ln(P/P₀) = A - B/T. Αποδείξαμε στο τέλος πώς εξηγείται η προσθήκη ενός τρίτου όρου στην τελευταία έκφραση της μορφής clnT λαμβάνοντας υπόψιν τις θερμοχωρητικότητες των δύο φάσεων.

Βιβλιογραφία:
Κατσάνου: σελ. 126-130
Atkins & de Paola: 4.5
Γιαννακόπουλου: σελ. 261-266

Άσκηση: Η τάση ατμών της αιθανόλης δίνεται από την σχέση log₁₀(P/P₀) = A − B / (T + C) στο διάστημα θερμοκρασιών [364.8 K, 513.91 K], όπου P₀ = 1 bar, A = 4.92531, B = 1432.526 K, C = -61.819 K. Να υπολογίσετε το κανονικό σημείο ζέσεως και την ενθαλπία εξατμίσεως σε θερμοκρασία 400 K. Δεδομένα από την ιστοσελίδα του Αμερικανικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST).