Калькулятор давления пара

Оцените давление пара жидкости при другой температуре по уравнению Клаузиуса — Клапейрона.

Давление пара с учётом температуры

Укажите известную пару значений давления и температуры и молярную энтальпию испарения вещества.

Известное давление пара (kPa)

Известная температура (°C)

Целевая температура (°C)

Энтальпия испарения (kJ/mol)

О давлении пара

Давление пара — это равновесное давление, которое пар оказывает над своей жидкостью в закрытой системе при заданной температуре. Молекулы непрерывно покидают поверхность жидкости и возвращаются на неё. Когда скорости испарения и конденсации становятся равными, пар насыщен, а его давление равно равновесному давлению пара. Повышение температуры увеличивает долю молекул с энергией, достаточной для выхода из жидкости, поэтому давление пара обычно растёт быстро, а не линейно. Калькулятор использует интегральную форму уравнения Клаузиуса — Клапейрона для пересчёта известного давления пара с одной температуры на другую. Соотношение включает натуральный логарифм отношения давлений, молярную энтальпию испарения, универсальную газовую постоянную и разность обратных абсолютных температур. Температуры, введённые в градусах Цельсия, внутри программы переводятся в кельвины. Энтальпия в килоджоулях на моль переводится в джоули на моль для согласования с газовой постоянной. Результат сохраняет единицу известного давления; в этом интерфейсе это килопаскали. Уравнение предполагает, что пар близок к идеальному газу, молярный объём жидкости пренебрежимо мал по сравнению с объёмом пара, а энтальпия испарения постоянна в выбранном температурном интервале. Эти допущения часто приемлемы в умеренном диапазоне вдали от критической точки. Точность снижается на широких интервалах, вблизи фазовых переходов, при высоких давлениях или существенной роли ассоциации молекул и неидеальности. Если для вещества и диапазона доступны надёжные коэффициенты Антуана или проверенная корреляция свойств, они могут дать более точную инженерную оценку. Жидкость кипит, когда давление её пара сравнивается с внешним давлением. Поэтому калькулятор помогает понять, почему температура кипения снижается на высоте и повышается в оборудовании под давлением, хотя напрямую температуру кипения он не вычисляет. Используйте надёжные экспериментальные данные для опорной точки и энтальпии. Не экстраполируйте в область фазового перехода или разложения вещества. Для проектирования процессов, аварийного сброса давления, оценки воздействия на окружающую среду и нормативных расчётов обращайтесь к авторитетным данным о свойствах и применяйте уравнение состояния или одобренную корреляцию с документированной неопределённостью.

Примеры расчёта давления пара

В каждой оценке используется известная точка, а энтальпия испарения считается постоянной.

Исходные данные и цель	Расчётное давление	Применение
101.325 kPa при 100 °C; цель 80 °C; 40.65 kJ/mol	Около 48 kPa	Оценка для воды в небольшом температурном интервале.
3.17 kPa при 25 °C; цель 50 °C; 40.7 kJ/mol	Около 11 kPa	Давление сильно растёт с температурой.
20 kPa при 40 °C; цель 20 °C; 35 kJ/mol	Около 8 kPa	Охлаждение снижает равновесное давление пара.

Как оценить давление пара

Найдите надёжное значение давления пара, измеренное при известной температуре.
Введите это давление и температуру в указанных единицах.
Укажите целевую температуру и молярную энтальпию испарения.
Выполните расчёт и убедитесь, что температурный диапазон соответствует допущениям уравнения.

Часто задаваемые вопросы

Что такое давление пара?

Это давление насыщенного пара, находящегося в равновесии со своей жидкостью при заданной температуре. Оно является свойством вещества и увеличивается с температурой.

Почему температуры переводятся в кельвины?

Уравнение Клаузиуса — Клапейрона использует обратную абсолютную температуру. Значения по Цельсию нельзя подставлять напрямую, поскольку нулевая точка этой шкалы условна.

Можно ли использовать другую единицу давления?

Математически отношение давлений допускает любую общую единицу для обоих значений. В интерфейсе исходное давление и результат указаны в килопаскалях, чтобы избежать неоднозначности.

Действительно ли энтальпия испарения постоянна?

Она меняется с температурой и приближается к нулю у критической точки. Постоянное значение — это приближение, наиболее подходящее для ограниченного температурного интервала.

Как давление пара связано с кипением?

Кипение начинается, когда давление пара достигает внешнего давления. Поэтому при меньшем внешнем давлении жидкость кипит при более низкой температуре.