معادله کلازیوس کلاپیرون

معادله کلازیوس کلاپیرون چیست؟

معادله کلازیوس کلاپیرون (Clausius–Clapeyron) یا همان معادله کلاپیرون یکی از معادلات ترمودینامیک مربوط به نمودار فازی مواد خالص است. (مراجعه به ویکی صفحه نمودار فازی آب)

در نموارد فازی (P_T) مواد خالص ، دو فاز مختلف (مثل مایع و جامد یا گاز و مایع) با یک خط از یکدیگر جدا می شوند . این خط رابطه ای دارد که میزان تغییرات فشار را در برابر دما نشان می دهد. به عبارت دیگر این خط تابعی به صورت P=P(t) می باشد.

به معادله ای که این ارتباط (شیب نمودار فشار به دمای سیال) را بیان می کند ، معادله کلازیوس کلاپیرون می گویند.

منابع و پیوندها

معادله کلازیوس کلاپیرون از دید http://www.chem.arizona.edu

The Clapeyron Equation

In a one-component phase diagram the lines separating the phases (for example, solid from liquid, liquid from vapor, and so on) are not arbitrary, they are determined by the principles of thermodynamics and equilibrium. Thermodynamics provides an equation for each line which gives pressure, p, as a function of temperature T, in other words an equation of the form p = p(T) . It is now our task to find the form of the function p(T). The diagram below is a portion of a hypothetical phase diagram and the phase line on this diagram separates the phases α and β. In other words, the phases α and β are in equilibrium with each other at any and all points on the line.(More...)

مثالی از معادله کلازیوس کلاپیرون از دید wikipedia.org

One of the uses of this equation is to determine if a phase transition will occur in a given situation. Consider the question of how much pressure is needed to melt ice at a temperature below 0°C. Note that water is unusual in that its change in volume upon melting is negative. We can assume

and substituting in

= 3.34×10⁵ J/kg (latent heat of water),

K : = 273  (absolute temperature), and

= −9.05×10⁻⁵ m³/kg (change in volume from solid to liquid),

we obtain

= −13.5 MPa/K.

To provide a rough example of how much pressure this is, to melt ice at −7 °C (the temperature many ice skating rinks are set at) would require balancing a small car (mass = 1000 kg[8]) on a thimble (area = 1 cm²).