Bu hesaplayıcı ne işe yarar?
Clausius–Clapeyron denklemi, saf bir sıvının buhar basıncının sıcaklıkla nasıl değiştiğini açıklar. T1 sıcaklığında bilinen bir P1 buhar basıncı, buharlaşma entalpisi ΔHbuh ve bir hedef sıcaklık T2 verildiğinde, bu araç söz konusu yeni sıcaklıktaki buhar basıncı P2 değerini hesaplar. Bu, herhangi bir ülkeye ya da yasal düzenlemeye bağlı olmayan, tüm saf maddeler için geçerli evrensel bir fizikokimya bağıntısıdır.
Nasıl kullanılır?
Önceden bildiğiniz bir referans noktası girin — örneğin su için 373,15 K'de 101,325 kPa (1 atm'de kaynama noktası). Hedef sıcaklık T2 değerini kelvin cinsinden (K = °C + 273,15) ve molar buharlaşma entalpisi ΔHbuh değerini kJ/mol cinsinden girin. Hesaplayıcı ΔHbuh değerini J/mol'e çevirir, gaz sabiti \(R = 8{,}314\ \text{J/(mol}\cdot\text{K)}\) değerini kullanır ve P2 sonucunu P1 için kullandığınız basınç birimiyle verir.
Formülün açıklaması
İki noktalı biçim şöyledir: $$\ln\!\left(\frac{P_2}{P_1}\right) = -\frac{\Delta H_{vap}}{R}\left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right)$$ P2 için çözüldüğünde $$P_2 = P_1 \cdot \exp\!\left[ -\frac{\Delta H_{vap}}{R}\left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right)\right]$$ elde edilir. Model, ΔHbuh değerinin sıcaklık aralığı boyunca sabit kaldığını ve buharın ideal davrandığını varsayar; bu nedenle en doğru sonuçları dar sıcaklık aralıklarında verir.
Çözümlü örnek
Suyun ΔHbuh değeri yaklaşık 40,66 kJ/mol'dür ve su 373,15 K'de (101,325 kPa) kaynar. \(T_2 = 363{,}15\ \text{K}\) için: $$\frac{1}{363{,}15} - \frac{1}{373{,}15} = 0{,}0027537 - 0{,}0026799 = 7{,}379\times10^{-5}\ \text{K}^{-1}$$ Buradan $$-\frac{40660}{8{,}3145}\times 7{,}379\times10^{-5} = -0{,}3609$$ bulunur, dolayısıyla $$P_2 = 101{,}325\cdot e^{-0{,}3609} \approx 70{,}6\ \text{kPa}$$ — bu da yaklaşık 90 °C civarında ölçülen değere oldukça yakındır.
Sıkça sorulan sorular
Sıcaklıklar mutlaka kelvin cinsinden mi olmalı? Evet. Denklem mutlak sıcaklığı kullanır; Celsius değerine 273,15 ekleyerek dönüştürün.
P2 hangi birimde çıkar? P1 için hangi birimi girdiyseniz o birimde. Basınçlar yalnızca oran olarak yer aldığından birimler birbirini götürür.
Neden yalnızca yaklaşık bir sonuç verir? ΔHbuh'un sıcaklıktan bağımsız olduğunu ve buharın ideal davrandığını varsayar; bu varsayımlar geniş sıcaklık aralıklarında ve kritik noktaya yakın bölgelerde geçerliliğini yitirir.
