Gőznyomás

A gőznyomás (tenzió) adott hőmérsékleten a folyadékával egyensúlyban lévő telített gőz nyomása. A folyadékok párolgása minden hőmérsékleten bekövetkezik, ugyanakkor minden gőz folyamatosan lecsapódik (kondenzálódik). Ez a két folyamat egymással párhuzamosan zajlik. Dinamikus egyensúlyról akkor beszélünk, ha az elpárolgó folyadék és lekondenzálódó gőz mennyisége állandó. Azt a parciális nyomást nevezzük gőznyomásnak, amelynél egy adott hőmérsékleten a dinamikus egyensúly fennáll.

A gőznyomás a hőmérséklettől erősen függ, de a tiszta folyadékokra jellemző érték. Az összefüggést az úgynevezett gőznyomásgörbe írja le.

A forráspont az a hőmérséklet, ahol a gőznyomás megegyezik a környezeti atmoszféra nyomásával. A forrásponton a gőznyomás elegendővé válik ahhoz, hogy legyőzze a légköri nyomást és gőzbuborékok formájában felszínre emeljen folyadékrészeket.

Mértékegysége

Vízgőz nyomása. Szabványos atmoszferikus nyomáson, 760 torr-nál a forráspont 100 °C

Mértékegysége az SI rendszerben a pascal (Pa), azaz newton/négyzetméter. Régebben az elfogadott mértékegység a torr, vagy higanymilliméter (mmHg) és az atmoszféra (atm) volt. Angolszász országokban a font/négyzethüvelyk (psi) mértékegységet használták. 1 pascal = 1 newton erő / 1 négyzetméter = 10 dyn/cm² = 0,01 mbar= 0,0075 mmHg = 0,000 009 69 atm= 0,00014 psi.

A szilárd test és a folyadék gőznyomásának kapcsolata

Megjegyzendő, hogy egy anyag gőznyomása általában különböző attól függően, hogy az anyag szilárd vagy folyékony halmazállapotban van. Ha a hőmérséklet olyan, hogy a folyadék gőznyomása magasabb, mint a szilárd halmazállapotúé, akkor a folyadék párolog, de lecsapódáskor szilárd halmazállapotba kondenzálódik, vagyis a folyadék megfagy. Ha egy hőmérsékleten a folyadék gőznyomása alacsonyabb, mint a szilárd halmazállapotúé, akkor a szilárd rész párolog, de a gőz folyadékká kondenzálódik, vagyis a szilárd rész olvad. Az a hőmérséklet, ahol a két gőznyomás egyenlő, egyensúly áll fenn a két fázis között. Ezt a hőmérsékletet olvadáspontnak hívják.

Víz gőznyomása

A víz, mint minden folyadék, akkor kezd forrni, ha gőznyomása eléri a légkör nyomását. Magasabb hegyeken az atmoszferikus nyomás alacsonyabb, ezért a víz alacsonyabb hőmérsékleten kezd forrni. A víz forráspontja 100 kPa környékén az alábbi közelítő képlettel számítható:

$t_{v}=100+0,000~2772\cdot (p-101~000)-1,24\cdot 10^{-9}\cdot (p-101~000)^{2}\,$,

ahol a $t_{v}$ hőmérséklet celsius fokban (C°), a p nyomás pascalban (Pa) van megadva.

Példák gőznyomásokra

gáz	gőznyomás (bar)	gőznyomás (mmHg)	hőmérséklet
Hélium	1	750	-269,15 °C
Propán	22	16 500	55 °C
Bután	2,2	1650	20 °C
Szénkéneg	12,55	9412	25 °C
Acetaldehid	0,987	740	20 °C
Freon 113	0,379	284	20 °C
Metil-izobutil-keton	0,02648	19,86	25 °C
Volfrám	0,001	0,75	3203 °C

Kapcsolódó szócikkek

• Clausius-Clapeyron-egyenlet