Công cụ này dùng để làm gì
Máy Tính Áp Suất Hơi áp dụng phương trình Clausius-Clapeyron dạng hai điểm để ước lượng áp suất hơi của một chất lỏng ở nhiệt độ mong muốn, dựa trên áp suất hơi đã biết tại một nhiệt độ nhất định và nhiệt hóa hơi mol của chất đó. Công cụ này được sử dụng rộng rãi trong hóa lý, kỹ thuật hóa học và các môn học về nhiệt động lực học.
Cách sử dụng
Nhập áp suất hơi đã biết P1 (theo bất kỳ đơn vị áp suất nhất quán nào, chẳng hạn Pa, atm hoặc mmHg), nhiệt độ T1 ứng với P1 (tính bằng kelvin), nhiệt độ mục tiêu T2 (cũng tính bằng kelvin), và nhiệt hóa hơi ΔHvap tính bằng joule trên mol. Kết quả P2 sẽ được trả về theo đúng đơn vị áp suất mà bạn đã dùng cho P1.
Giải thích công thức
Phương trình có dạng $$\ln\!\left(\frac{P_2}{P_1}\right) = -\frac{\Delta H_{vap}}{R}\left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right)$$ trong đó \(R = 8{,}314\ \text{J/(mol}\cdot\text{K)}\). Giải ra P2 ta được $$P_2 = P_1 \cdot e^{-\frac{\Delta H_{vap}}{R}\left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right)}$$ Mô hình giả định rằng \(\Delta H_{vap}\) không đổi trong khoảng nhiệt độ đang xét và hơi hành xử như khí lý tưởng — đây là phép xấp xỉ khá tốt khi khoảng nhiệt độ không quá lớn.
Ví dụ minh họa
Nước có \(P_1 = 101325\ \text{Pa}\) ở \(T_1 = 373{,}15\ \text{K}\), với \(\Delta H_{vap} = 40700\ \text{J/mol}\). Để tìm áp suất hơi ở \(T_2 = 350\ \text{K}\): $$\frac{1}{350} - \frac{1}{373{,}15} = 0{,}00285714 - 0{,}00267989 = 0{,}00017725$$ Nhân với \(-\frac{40700}{8{,}314} = -4894{,}8\): $$\ln\!\left(\frac{P_2}{P_1}\right) = -0{,}86756$$ Khi đó \(P_2 = 101325 \cdot e^{-0{,}86756} \approx 42546\ \text{Pa}\).
Câu hỏi thường gặp
Nhiệt độ phải nhập theo đơn vị nào? Luôn dùng kelvin — phương trình yêu cầu nhiệt độ tuyệt đối.
P1 có bắt buộc phải tính bằng pascal không? Không. Bạn có thể dùng bất kỳ đơn vị áp suất nào; P2 sẽ trả về theo cùng đơn vị đó vì phương trình dùng tỉ số áp suất.
Tại sao kết quả chỉ là gần đúng? Trên thực tế, \(\Delta H_{vap}\) thay đổi nhẹ theo nhiệt độ, nên độ chính xác sẽ giảm khi khoảng nhiệt độ rất lớn.
