Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Cp - Cv =R:Waarom dit niet van toepassing is op vaste stoffen en vloeistoffen

De relatie Cp - Cv =R geldt voor ideale gassen , maar niet voor vaste stoffen en vloeistoffen . Dit is waarom:

* Ideale gasaanname: Deze vergelijking is afgeleid van de ideale gaswet en de aannames ervan. Een belangrijke veronderstelling is dat het enige werk dat door het gas wordt gedaan, druk-volumewerk is. Dit betekent dat de interne energie van het gas uitsluitend afhankelijk is van de temperatuur.

* Vaste stoffen en vloeistoffen: Vaste stoffen en vloeistoffen hebben daarentegen veel sterkere intermoleculaire krachten en zijn dichter op elkaar gepakt.

* Samendrukbaarheid: Vaste stoffen en vloeistoffen zijn minder samendrukbaar dan gassen. Dit betekent dat drukveranderingen een veel kleinere impact hebben op hun volume.

* Interne energie: De interne energie van vaste stoffen en vloeistoffen wordt niet alleen bepaald door de temperatuur. Het omvat ook bijdragen van moleculaire trillingen, rotaties en interacties tussen moleculen.

Belangrijkste verschillen:

* Cv: De warmtecapaciteit bij constant volume (Cv) meet de energie die nodig is om de temperatuur van een stof met 1 graad Celsius te verhogen terwijl het volume constant blijft. Dit is vergelijkbaar voor gassen, vaste stoffen en vloeistoffen.

* Cp: De warmtecapaciteit bij constante druk (Cp) meet de energie die nodig is om de temperatuur van een stof met 1 graad Celsius te verhogen terwijl de druk constant blijft.

* Voor vaste stoffen en vloeistoffen is Cp doorgaans *iets* groter dan Cv, omdat er wat energie wordt gebruikt om tegen de druk in te werken terwijl het volume enigszins uitzet. Het verschil is echter veel kleiner dan de R-waarde.

Samenvattend: De relatie Cp - Cv =R is een gevolg van de ideale gaswet en haar aannames over de aard van gasmoleculen. Deze relatie is niet van toepassing op vaste stoffen en vloeistoffen vanwege hun verschillende moleculaire interacties, samendrukbaarheid en interne energiebijdragen.