รหัสวิชา ภาคต้น ปีการศึกษา 2556

งานนำเสนอเรื่อง: "รหัสวิชา ภาคต้น ปีการศึกษา 2556"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 รหัสวิชา 2302115 ภาคต้น ปีการศึกษา 2556
ความดันไอและความร้อนแฝงของการเกิดไอของน้ำ (Vapor Pressure & Latent Heat of Vaporization of Water) รหัสวิชา ภาคต้น ปีการศึกษา 2556

2 ความรู้ก่อนทดลอง H2O(l) + ΔHvap  H2O(g)
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ความรู้ก่อนทดลอง H2O(l) + ΔHvap  H2O(g)

3 Vaporization and Condensation
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ Vaporization and Condensation Hg barometer ความดันไอที่ภาวะสมดุล (equilibrium vapor pressure)

4 2302115 Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ
Vapor pressure

5 Clausius–Clapeyron relation
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ความดันไอของของเหลวสัมพันธ์กับอุณหภูมิ ตาม Clapeyron equation Rudolf Clausius Benoît Paul Émile Clapeyron 1834 T = อุณหภูมิในหน่วย Kelvin (K) V = Vvap–Vliq Vvap = ปริมาตรของไอ Vliq = ปริมาตรของของเหลว Vvap >>> Vliq Hvap = ความร้อนแฝงของการเกิดไอ Clausius–Clapeyron relation dP = ΔHvap dT T ΔV

6 เมื่อพิจารณาว่า ไอ เป็น ideal gas
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ Vvap = nRT P เมื่อพิจารณาว่า ไอ เป็น ideal gas (2) dP = ΔHvap dT T ΔV dP = ΔHvap P dT nRT2 n = 1 mole integrate dP = ΔHvap dT P nRT2 logP = -ΔHvap C 2.303 RT Hvap มีค่าคงที่ในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดให้ เมื่อ C = ค่าคงที่

7 เมื่อพิจารณาที่ T1 ซึ่งมี P1 เมื่อพิจารณาที่ T2 ซึ่งมี P2
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ logP = -ΔHvap C 2.303 RT เมื่อ C = ค่าคงที่ เมื่อพิจารณาที่ T1 ซึ่งมี P1 logP1 = -ΔHvap C 2.303 RT1 เมื่อพิจารณาที่ T2 ซึ่งมี P2 logP2 = -ΔHvap C 2.303 RT2 log P2 = -ΔHvap P R + T2 T1

8 ความร้อนแฝงของการเกิดไอ (Latent Heat of Vaporization)
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ความร้อนแฝงของการเกิดไอ (Latent Heat of Vaporization) ΔHvap Ethanol kJ/kg Acetic acid kJ/kg Water kJ/kg Freon R kJ/kg 1 kJ/kg = 0.43 Btu/lbm = 0.24 kcal/kg)

9

10 นิสิตเข้าปฏิบัติการ แต่งกายรัดกุม และคำนึงถึงความปลอดภัยแล้วหรือยัง
Gen Chem Lab I ปีการศึกษา 2553 นิสิตเข้าปฏิบัติการ แต่งกายรัดกุม และคำนึงถึงความปลอดภัยแล้วหรือยัง แว่นตานิรภัย เสื้อกาวน์ ติดป้ายชื่อตัวใหญ่ๆ

11 2302115 Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ
กิจกรรมวันนี้

12 1. บรรจุน้ำกลั่นในบีกเกอร์ 2. บรรจุน้ำกลั่นให้เต็มหลอด
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ฝึกอ่านสเกลบนหลอดก่อนบรรจุน้ำ 1. บรรจุน้ำกลั่นในบีกเกอร์ 2. บรรจุน้ำกลั่นให้เต็มหลอด ระวังฟองอากาศ

13 2. คว่ำหลอดที่บรรจุน้ำกลั่นลงในบีกเกอร์
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ระดับน้ำต้องท่วมหลอด 2. คว่ำหลอดที่บรรจุน้ำกลั่นลงในบีกเกอร์

14 ความดันภายนอก = ความดันภายในหลอด Patm = Pair + Pwater = 1.00 atm
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ส่วนที่เป็นอากาศ 3. ปรับอากาศในหลอดให้ได้ mL โดยใช้หลอดหยด บีบอากาศเข้าไป ความดันภายนอก = ความดันภายในหลอด Patm = Pair + Pwater = 1.00 atm

15 4. จุ่มเทอร์โมมิเตอร์ลงในบีกเกอร์
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ 4. จุ่มเทอร์โมมิเตอร์ลงในบีกเกอร์

16 บันทึกอุณหภูมิและปริมาตรอากาศในหลอด (ตอนที่ 2)
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ 5. ค่อยๆเติมน้ำแข็งพร้อมดูดน้ำออก และใช้แท่งแก้วคนเบาๆ จนอุณหภูมิใกล้เคียง 5 oC บันทึกอุณหภูมิและปริมาตรอากาศในหลอด (ตอนที่ 2) Pwater = 0 atm Patm = Pair = 1.00 atm

17 อย่าลืม วัดความดันอากาศภายนอกจากบารอมิเตอร์ (Patm)
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ 6. ค่อยๆ ต้มน้ำในบีกเกอร์ให้ร้อนขึ้น และใช้แท่งแก้วคนเบาๆ จนอุณหภูมิใกล้เคียง 50 oC บันทึกอุณหภูมิและปริมาตรอากาศในหลอด (ตอนที่ 1) ต้มน้ำในบีกเกอร์ให้ร้อนขึ้นไปเรื่อยๆ พร้อมใช้แท่งแก้วคนเบาๆ บันทึกอุณหภูมิและปริมาตรอากาศในหลอด ที่อุณหภูมิ 55 – 80 oC อย่างน้อย 5 จุด อย่าลืม วัดความดันอากาศภายนอกจากบารอมิเตอร์ (Patm)

18 การคำนวณและการสร้างกราฟ
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ การคำนวณและการสร้างกราฟ 1. หาจำนวน mol ของ Air ที่อยู่ในหลอด (nair ) ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 50c assume ว่า Pwater = 0 atm Patm = Pair = 1.00 atm nair = V0 RT0 nair = Patm V0 RT0 จะได้

19 2. หา Pair@T1 ที่อยู่ในหลอดที่อุณหภูมิ T1
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ 2. หา ที่อยู่ในหลอดที่อุณหภูมิ T1 (อยู่ในช่วง 50 – 80 oC) ที่อุณหภูมิ T1 วัดปริมาตรได้ V1 = nair RT1 V1 nair = Patm V0 RT0 แทนค่า V1 ที่อุณหภูมิ T1 วัดปริมาตรได้ V1 = Patm V0 RT1 = Patm V0T1 RT0 V1T0

20 3. หา Pwater@T1 ที่อยู่ในหลอดที่อุณหภูมิ T1 (อยู่ในช่วง 50 – 80 oC)
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ 3. หา ที่อยู่ในหลอดที่อุณหภูมิ T1 (อยู่ในช่วง 50 – 80 oC) ที่อุณหภูมิ T Patm = + = 1.00 atm = atm – นำมาสร้างข้อมูล 4. สรุปจะได้ข้อมูล T1 , กับ 1 T1 logP1 = -ΔHvap C 2.303 RT1 เพื่อเขียนกราฟ

21 ตารางบันทึกผลการทดลอง
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ตารางบันทึกผลการทดลอง อุณหภูมิ (°C) V (mL) T (K) Pair (atm) Pwater (atm) logPwater 1/T (K-1) 80.0 75.0 70.0 65.0 60.0 55.0 50.0 5.0

22 และ....อื่นๆที่ผู้เรียนอยากจะบอกผู้สอน
Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ประเมินผลการเรียนรู้ด้วยตนเอง (ทำเครื่องหมาย  ในช่องที่ต้องการ) หัวข้อ ผลการเรียนรู้ที่ได้ มาก ปานกลาง น้อย ไม่ได้เลย 1. อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความดัน/ปริมาตร/จำนวนโมล/และอุณหภูมิได้ตามกฎของแก๊สในอุดมคติ 2. แสดงวิธีการหาความดันไอของน้ำจากการทดลอง 3. อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความดันไอของน้ำกับอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงได้ตามสมการของ Clausius-Clapeyron 4. คำนวณหา ΔHvapของน้ำ 5. ยกตัวอย่างการนำค่า ΔHvap มาใช้ประโยชน์ และ....อื่นๆที่ผู้เรียนอยากจะบอกผู้สอน

23 2302115 Gen Chem Lab I : การทดลองที่ 5 ความดันไอและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ