Copy - UNIT 11: Vapor Pressure

Project Number: 2023-1-PL01-KA220-SCH-000164042

Dział 11: Ciśnienie pary

Projekt współfinansowany przez Komisję Europejską. Publikacja odzwierciedla jedynie stanowisko autora, a Komisja nie ponosi odpowiedzialności za sposób wykorzystania zawartych w niej informacji. Nr projektu: 2023-1-PL01-KA220-SCH-000164042

Wstęp

W tym dziale nauczysz się o ciśnieniu pary i czynnikach wpływających na nie.

Źródło: canva.com

Cele lekcji:

• Zdefiniowanie prężności pary jako ciśnienie wywierane przez parę w stanie równowagi z cieczą.
• Wyjaśnienie, że prężność pary zmienia się w zależności od temperatury.
• Opisanie, w jaki sposób siły międzycząsteczkowe wpływają na prężność pary.

Źródło: canva.com

Silniki parowe odegrały kluczową rolę w rewolucji przemysłowej w XVIII wieku, radykalnie zmieniając rozwój przemysłowy i gospodarczy. Pierwszy opracowany przez Thomasa Newcomena w 1712 roku, silnik parowy był używany do pompowania wody z kopalni.

• Konstrukcja: ruch tłoka zapewniała para niskociśnieniowa. Później, w 1765 r., innowacje Jamesa Watta poprawiły wydajność poprzez optymalizację zużycia energii w silnikach parowych.

• Wpływ: przyspieszenie produkcji przemysłowej, obniżenie kosztów pracy i rozbudowa sieci transportowych.

Te wydarzenia odegrały fundamentalną rolę w kształtowaniu nowoczesnego społeczeństwa przemysłowego, kładąc podwaliny dzisiejszej struktury technologicznej i gospodarczej.

Źródło: canva.com

Obecnie moc pary jest nadal wykorzystywana w elektrowniach cieplnych i geotermalnych oraz w różnych dziedzinach przemysłu i produkcji. Przyjrzyjmy się więc bliższemu parowaniu i ciśnieniu pary. Parowanie i ciśnienie pary Gdy cząsteczki na powierzchni cieczy mają wystarczającą energię, uwalniają się od przyciągania innych cząsteczek cieczy i zamieniają się w gaz. Jak wiadomo, parowanie zachodzi w dowolnej temperaturze. Ciśnienie wytwarzane przez te cząsteczki, które stają się gazowe w wyniku parowania w zamkniętym pojemniku lub układzie, nazywa się „ciśnieniem pary”. Zaprojektujmy układ eksperymentalny, aby lepiej zrozumieć ciśnienie pary.

Źródło: canva.com

Doświadczenie: Układ eksperymentalny do pomiaru prężności pary Zaprojektujmy układ eksperymentalny, aby lepiej zrozumieć ciśnienie pary. Wyobraź sobie, że masz zamknięty pojemnik i opróżniasz z niego całe powietrze, a następnie napełniasz go odrobiną wody. Wyobraź sobie, że podgrzewasz trochę płyn w pojemniku i utrzymujesz go w stałej temperaturze. W tych warunkach można zaobserwować, jak cząsteczki wody uciekają z powierzchni cieczy, zamieniają się w parę i wytwarzają mierzalne ciśnienie pary w zamkniętym układzie.

Źródło: canva.com

Equilibrium Vapor Pressure Ciecz w zamkniętym pojemniku, który nie jest pełny, z czasem odparuje, wypełniając pustą objętość pojemnika własną parą. Po pewnym czasie pojemnik zostanie nasycony cząsteczkami gazowej cieczy. Niektóre cząsteczki gazu, które tracą energię w tym procesie, skroplą się i powrócą do stanu ciekłego. Na początku szybkość parowania jest wyższa niż szybkość kondensacji, ale z czasem szybkość tych dwóch wyrówna się i nastąpi sytuacja równowagi. Ciśnienie pary w chwili, gdy równowaga parowania kondensacji zachodzi przy stałej temperaturze, nazywa się „ciśnieniem pary równowagowej”. W stanie równowagi nie następuje zmiana poziomu cieczy i liczby cząstek pary w pojemniku.

Źródło: canva.com

Jakie czynniki według Ciebie wpływają na ciśnienie pary w stanie równowagi? …………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………..…………………………………………………………

Zeskanuj kod QR z boku, aby przetestować zmienne, których wpływ na ciśnienie pary chcesz zmierzyć.

W temperaturze 25 stopni C zbadaj ciśnienie pary wodnej, alkoholu i słonej wody. Która z tych cieczy Twoim zdaniem zagotuje się jako pierwsza? Wyjaśnij swoją opinię. ………………………………………………………………………………………………………………………………......

Oceń zasadność poniższego twierdzenia na podstawie danych, które uzyskałeś w wyniku tego doświadczenia. „Wrzenie i ciśnienie pary są ze sobą ściśle powiązane. Wrzenie następuje w temperaturze, w której ciśnienie pary cieczy staje się równe ciśnieniu atmosferycznemu jej otoczenia. Dlatego ciśnienie pary cieczy zmienia się w zależności od ciśnienia atmosferycznego”. Myślę, że to stwierdzenie jest prawdziwe/fałszywe. Ponieważ ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………

Źródło: canva.com