Derivar la ecuación de Clausius-Clapeyron
La ecuación de Clausius-Clapeyron relaciona el calor latente (calor de transformación) de vaporización o condensación con la tasa de cambio de la presión de vapor con la temperatura. O, en el caso de una transformación sólido-líquido, relaciona el calor latente de fusión o solidificación con la tasa de cambio del punto de fusión con la presión.
Imaginemos un vapor en equilibrio con su líquido sostenido en un cilindro por un pistón, a una temperatura constante, es decir, la temperatura a la que el líquido y el vapor están en equilibrio, es decir, el punto de ebullición (o de condensación) para esa presión. Imaginamos que el pistón se retira, a temperatura constante; el líquido se evapora y la presión permanece constante. Si se empuja el pistón hacia dentro, el vapor se condensa, a temperatura y presión constantes. Durante este proceso la presión y la temperatura permanecen constantes, por lo que la energía libre de Gibbs del sistema es constante.
Supongamos que una masa dm del líquido se vaporiza, de modo que la energía libre de Gibbs para el líquido disminuye en G1dm y la energía libre de Gibbs para el vapor aumenta en G2dm. Pero la energía libre de Gibbs para el sistema es constante. Por tanto, esto demuestra que, cuando tenemos un líquido en equilibrio con su vapor (es decir, en su punto de ebullición) las energías libres de Gibbs específicas del líquido y del vapor son iguales. (Lo mismo ocurre, por supuesto, con las energías libres molares de Gibbs):
Gráfico de la ecuación de Clausius-Clapeyron
301.1: Leyes y teorías científicas301.2: El método científico301.3: Clasificación de la materia por su estado301.4: Clasificación de la materia según su composición301.5: Propiedades físicas y químicas de la materia301.6: ¿Qué es la energía? 301.7: Medición: Unidades estándar301.8: Medición: Unidades derivadas301.9: Incertidumbre en la medición: Exactitud y precisión301.10: Incertidumbre en la medición: Lectura de instrumentos301.11: Incertidumbre en la medición: Cifras significativas301.12: Análisis dimensional
303.1: Moléculas y compuestos303.2: Fórmulas químicas303.3: Modelos moleculares303.4: Clasificación de elementos y compuestos303.5: Compuestos iónicos: Fórmulas y nomenclatura303.6: Compuestos moleculares: Fórmulas y nomenclatura303.7: Compuestos orgánicos303.8: Conceptos de masa de fórmula y mol de los compuestos303.9: Determinación experimental de la fórmula química303.10: Ecuaciones químicas
304.1: Estequiometría de la reacción304.2: Reactante limitante304.3: Rendimiento de la reacción304.4: Propiedades generales de las soluciones304.5: Concentración y dilución de soluciones304.6: Soluciones electrolíticas y no electrolíticas304.7: Solubilidad de compuestos iónicos304.8: Reacciones químicas en soluciones acuosas304.9: Reacciones de precipitación304.10: Reacciones de oxidación-reducción304.11: Números de oxidación304.12: Ácidos, bases y reacciones de neutralización304.13: Reacciones de síntesis y descomposición
Ecuación de Clausius-clapeyron pdf
Las transiciones de fase rigen los cambios de estado físico de todos los materiales, incluidos los componentes de los alimentos. Las transiciones de fase de los materiales puros se producen a temperaturas que dependen de la presión y son específicas de cada material. En los alimentos, las condiciones internas y externas de presión y temperatura contribuyen a su estado físico durante el procesamiento, el almacenamiento y el consumo. La mayoría de las transiciones de fase en los alimentos son cambios de fase que se producen en sus principales componentes: carbohidratos, lípidos, proteínas y agua. El estado físico y las propiedades técnicas de la mayoría de los alimentos están definidos por el estado físico de sus principales componentes, especialmente el de los lípidos y el agua.
Las transiciones de fase rigen los cambios en el estado físico de todos los materiales, incluidos los componentes de los alimentos. Las transiciones de fase de los materiales puros se producen a temperaturas que dependen de la presión y son específicas de cada material. En los alimentos, las condiciones internas y externas de presión y temperatura contribuyen a su estado físico durante el procesamiento, el almacenamiento y el consumo. La mayoría de las transiciones de fase en los alimentos son cambios de fase que se producen en sus principales componentes: carbohidratos, lípidos, proteínas y agua. El estado físico y las propiedades técnicas de la mayoría de los alimentos están definidos por el estado físico de sus principales componentes, especialmente el de los lípidos y el agua.
Hipótesis de la ecuación de Clausius-Clapeyron
La ecuación de Clausius-Clapeyron es una relación que lleva el nombre de Rudolf Clausius y Benoit Emile Clapeyron. La ecuación describe la transición de fase entre dos fases de la materia que tienen la misma composición.
Así, la ecuación de Clausius-Clapeyron puede utilizarse para estimar la presión de vapor en función de la temperatura o para hallar el calor de la transición de fase a partir de las presiones de vapor a dos temperaturas. Cuando se representa gráficamente, la relación entre la temperatura y la presión de un líquido es una curva en lugar de una línea recta. En el caso del agua, por ejemplo, la presión de vapor aumenta mucho más rápido que la temperatura. La ecuación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de las tangentes a la curva.
La ecuación de Clausius-Clapeyron relaciona las presiones de vapor de una solución a diferentes temperaturas con el calor de vaporización. La ecuación de Clausius-Clapeyron se expresa medianteln[PT1,vap/PT2,vap] = (ΔHvap/R)[1/T2 – 1/T1]Donde:ΔHvap es la entalpía de vaporización de la soluciónR es la constante de los gases ideales = 0,008314 kJ/K-molT1 y T2 son las temperaturas absolutas de la solución en KelvinPT1,vap y PT2,vap es la presión de vapor de la solución a la temperatura T1 y T2