. Presión de vapor y entalpía de vaporización del agua

Práctica 1. Presión de vapor y Entalpía de vaporización del agua
Equipo: Búhos

Objetivo
Comprender e interpretar el significado de las variables termodinámicas involucradas en la ecuación de Clausius-Clapeyron, para aplicarlas en la determinación de la entalpía de vaporización de una sustancia.

Hipótesis
Al evaluar y determinar la presión del vapor de agua a diferentes temperaturas yasi describir la relación que se guarda entre estas variables (P y T) podremos obtener la entalpia de vaporización del agua.

Definición del sistema termodinámico
El sistema termodinámico con el que se está trabajando es un sistema cerrado con una pared diatérmica, flexible e impermeable. La masa en el interior del sistema no va a cambiar por lo que será constante. La variable termodinámicaque se alterará será la temperatura ya que se suministrará energía en forma de calor aumentando la temperatura del sistema.

Resultados:
Tabla 1. Datos experimentales y Calculados

evento | T [C] | Volumen | T [K] | Y aire | Y vapor | Pparc aire | P vapor agua | T/K-1 | Ln Pvap |
1 | 73.3 | 34 | 346.45 | 0.63 | 0.37 | 361.96 | 212.58 | 0.002886 | 5.359 |
2 | 73.2 | 35 | 347.35 | 0.613 |0.386 | 352.2 | 221.78 | 0.002879 | 5.401 |
3 | 72.2 | 33 | 345.35 | 0.642 | 0.353 | 371.73 | 202.82 | 0.002896 | 5.312 |
4 | 70.3 | 32 | 343.45 | 0.663 | 0.336 | 380.92 | 193.05 | 0.002912 | 5.263 |
5 | 68.7 | 31 | 341.85 | 0.681 | 0.318 | 391.26 | 182.71 | 0.002925 | 5.208 |
6 | 67.5 | 30 | 310.65 | 0.702 | 0.298 | 403.33 | 171.22 | 0.002936 | 5.143 |
7 | 65.5 | 29 | 338.65 | 0.722 |0.277 | 414.82 | 159.15 | 0.002953 | 5.07 |
8 | 63.5 | 28 | 336.95 | 0.743 | 0.256 | 426.9 | 147.08 | 0.002968 | 4.991 |
9 | 60.8 | 27 | 333.95 | 0.764 | 0.235 | 438.95 | 135.02 | 0.002994 | 4.905 |
10 | 58.1 | 26 | 331.25 | 0.787 | 0.212 | 452.17 | 121.8 | 0.003019 | 4.802 |
11 | 53.4 | 25 | 326.55 | 0.808 | 0.191 | 464.73 | 109.74 | 0.003062 | 4.698 |
12 | 50.3 | 24 | 323.45 | 0.833 |0.167 | 478.6 | 95.95 | 0.003092 | 4.564 |
13 | 45.7 | 23 | 318.85 | 0.856 | 0.144 | 491.81 | 82.74 | 0.003136 | 4.414 |
14 | 40.8 | 22 | 313.95 | 0.882 | 0.118 | 506.75 | 67.8 | 0.003185 | 4.217 |
15 | 34.5 | 21 | 307.65 | 0.905 | 0.094 | 519.76 | 54.077 | 0.003250 | 3.99 |
16 | 23.7 | 20 | 296.85 | 0.918 | 0.082 | 527.43 | 47.11 | 0.003369 | 3.852 |
17 | 15 | 19 | 288.15 | 0.937 | 0.062| 538.35 | 35.62 | 0.003470 | 3.523 |
18 | 6.7 | 18 | 279.85 | 0.961 | 0.038 | 562.14 | 21.83 | 0.003573 | 3.083 |

Gráfico 1. Presión contra Temperatura


A medida q la presión del vapor de agua aumenta podemos observar que la temperatura incrementa y por lo tanto podemos decir que la presión del vapor de agua es proporcional a la temperatura.Gráfico 2. Volumen contra Temperatura



A medida que el volumen del vapor de agua aumenta se observa que la temperatura incrementa por ello puede observarse que el volumen del vapor de agua es inversamente proporcional a la temperatura.

Gráfico 3. Lnpresión de vapor vs 1/T


Laecuación de Clausius-Clapeyron puede verse desde esta forma como la ecuación de una recta donde tomando dos puntos de esta misma podremos obtener una pendiente que podemos igualar con nuestra entalpia de vaporización.

Gráfico 4. Yaire/ Yvapor contra Temperatura



Este gráfico nos muestra la relación que hay entre la temperatura absoluta y las fracción mol del aire y lafracción mol de vapor. A medida que una aumenta, la otra disminuye al variar la temperatura debido a los cambios en el sistema.
Discusión
En la experimentación se llevo a ebullición la muestra problema y a partir de ahí se obtuvieron los valores del descenso de la temperatura. Los gases confinados en la parte superior de la probeta entre las temperaturas de 30ªC y 70ªC son aire y vapor de agua....