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Berechnung des Zustandsdiagramms eines idealen Zweikomponentensystem

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In dieser Klausuraufgabe geht es um die Beschreibung eines idealen Zweikomponenten-Systems.
Methan und Ethan bilden sowohl in der Gasphase
als auch in der Flüssigphase ideale Mischungen. Berechnen Sie die Siedepunkte der reinen Komponenten und
skizzieren Sie das Siedediagramm bei einem Außendruck von 2 bar. Welche Zusammensetzung hat eine flüssige Mischung, die bei einem Druck von
2 bar bei - 100 °C siedet? Welche Zusammensetzung hat die Gasphase über dieser siedenden Mischung? Wir
berechnen zunächst die Siedepunkte
der reinen Komponenten. Dazu setzen wir in die Antoinesche Gleichung für den Druck 2 bar (also 200 000 Pa) ein und lösen nach den Temperaturen auf. (Methan
siedet bei 121 K; Ethan siedet bei 198 K) Sodann berechnen wir die Dampfdrücke bei - 100 °C, indem wir 173.15 K in die Antoinesche Gleichung für beide Komponenten einsetzen. (Für Methan errechnet sich ein Dampfdruck 25.4 bar; für Ethan 0.52 bar) Nach dem 1. Raoultschen Gesetz beträgt der Dampfdruck von Methan in der
Mischung gleich 25.4 bar mal dem Molenbruch des Methans. der Dampfdruck von Ethan in der Mischung ist 0.52 bar mal dem Molenbruch von Ethan. Insgesamt addieren sich die Dampfdrücke dann zum Außendruck, also zu 2 bar. Daraus erhält man den Stoffmengenanteil des Methans
Chemie
Gemisch
Methan
Ethan
Vorlesung/Konferenz
Methan
Gasphase
Methan
Ethan
Gemisch
Vorlesung/Konferenz
Gasphase
Gasphase
Körpertemperatur
Methan
Gemisch
Stoffmengenanteil
Vorlesung/Konferenz
Methan

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Berechnung des Zustandsdiagramms eines idealen Zweikomponentensystem
Untertitel Klausuraufgabe 4
Serientitel Klausuraufgaben zur Physikalischen Chemie I (Thermodynamik und Phasengleichgewichte)
Teil K 04
Autor Lauth, Günter Jakob
Mitwirkende Lauth, Anika (Medientechnik)
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, verändern und in unveränderter oder veränderter Form vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.5446/15722
Herausgeber Günter Jakob Lauth (SciFox)
Erscheinungsjahr 2013
Sprache Deutsch
Produktionsjahr 2013
Produktionsort Jülich

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Physik
Schlagwörter Physikalische Chemie
Thermodynamik

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