معادلة كلاوزيوس-كلابيرون

مخطط الطور للماء. المحور الأفقي يعطي درجة الحرارة والمحور الرأسي يعطي الضغط. الخط الأخضر يمثل نقطة الانصهار وتغيرها بتغير الضغط.

معادلة كلاوزيوس-كلابيرون في الكيمياء المعادلة تحمل اسم معرفينها كلاوزيوس وكلابيرون من عام ١٨٣٤م - وهي صيغة لوصف تحول طوري غير مستمر (بالإنجليزية: Discontinuous) من طور لآخر (مثل تحول الثلج (طور صلب) إلى ماء (طور سائل)).

في مخطط الضغط ودرجة الحرارة P–T diagram تعررف الخط الذي بفصل بين الطورين بمنحنى الطورين. وتعطينا معادلة كلاوزيوس-كلابيرون انحدار مماس منحنى الطورين. والمعادلة هي :

${\frac {\mathrm {d} P}{\mathrm {d} T}}={\frac {L}{T\,\Delta v}}$

حيث:

$\mathrm {d} P/\mathrm {d} T$ هو انحدار خط التماس الملامس لمنحنى مخطط الضغط درجة الحرارة عند أي نقطة ,

$L$ الحرارة الكامنة النوعية ،

$T$ درجة الحرارة,

$\Delta v$ تغير الحجم النوعي للمادة عند انتقال المادة من طور إلى طور.

مثال

تجيب المعادلة أيضا على السؤال : ما هو الضغط اللازم لانصهار الثلج غند درجة حرارة أقل بمقدار ${\Delta T}$ من الصفر المئوي؟

(مع ملاحظة أن حجم الثلج يكون أكبر من حجم الماء ،وهذه خاصية خاصة بالماء فقط ! فيكون فرق الحجم بعد الانصهار ذو إشارة سالبة.)

تقول المعادلة :

${\Delta P}={\frac {L}{T\,\Delta v}}{\Delta T}$

ونقوم بالتعويض فيها بالمقادير :

$L$ = 3.34قالب:E J/kg حرارة الانصهار للماء وهي بالجول/كيلوجرام,

$T$ = 273 كلفن (درجة الحرارة),

$\Delta v$ = −9.05قالب:E m³/kg (تغير حجم الثلج بتحوله إلى سائل ، وهو هنا بالمتر المكعب/كيلوجرام),

فنحصل على:

${\frac {\Delta P}{\Delta T}}$ =− 13.5 MPa/K

، أي التغير في الضغط لكل درجة حرارة واحدة مقداره -5 و13 ميجا باسكال/ كلفن.

فإذا أردنا معرفة الضغط اللازم لانصهار الثلج عند درجة حرارة −7 تحت الصفر المئوي سيعادل وزن 1000 كيلوجرام على 1 سنتيمتر مربع [يعادل نحو 100 ضغط جوي]. )

اشتقاقها

(انظر معادلة كلابيرون)

اقرأ أيضا

• معادلة كلابيرون
• توازن ترموديناميكي
• الحرارة
• فضاء الطور
• طاقة شمسية فضائية
• عمل (ترموديناميك)
• قانون بويل
• قوانين الديناميكا الحرارية
• معادلات دينامية حرارية
• مقاومة التلامس الحراري

• كفاءة حرارية
• حمل (فيزياء)
• دورة كارنو
• دورة رانكن
• مبادل حراري
• نظام حركة حرارية
• مخطط درجة الحرارة والإنتروبي
• مخطط الضغط والحجم
• كمون دينامي حراري
• معادلات بريدجمان