Verdampfungswärme von Wasser und Ethanol

So haben wir hier zwei verschiedene Substanzen und nur um des Arguments willen nehmen wir an, dass sie in ihrem flüssigen Zustand sind, nun, Sie erkennen wahrscheinlich schon diese Substanz hier, jedes Molekül hat ein Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatome, dies ist ein Wasser und wir haben alle ordentlichen Wasserstoffbrückenbindungen dort drüben gezeichnet, nun, diese Substanz, zumindest im Moment, könnte ein wenig Sie haben eine OHA-Pistole, die Ihnen das sagt, und dann haben Sie eine Kohlenstoffkette, die Ihnen sagt, dass dies ein Alkohol ist, und welche Art von Alkohol, nun, Sie haben hier zwei Kohlenstoffe, also ist dies Ethylalkohol oder bekannt als Ethanol, also das hier drüben, lassen Sie mich das aufschreiben, das ist Ethanol, das ist der Hauptbestandteil des Alkohols, den die Leute trinken, es ist auch ein Zusatz in zwei in zwei Autokraftstoffen, aber worüber ich hier nachdenken möchte, ist, wenn wir davon ausgehen, dass diese beiden in Wenn wir davon ausgehen, dass beide in flüssigem Zustand sind und wir sagen, sie hängen in einem Becher und wir sind auf Meereshöhe, also unter Standarddruckbedingungen, welches von beiden leichter zu verdampfen ist oder welches mehr Moleküle hat, die sich in Dampf verwandeln, könnte man sagen, die sich leichter in Dampf verwandeln, dann sieht man sofort, dass beide Wasserstoffbrückenbindungen haben, man hat diese Wasserstoffbrückenbindung zwischen dem teilweise negativen Ende und den teilweise positiven Enden Wasserstoffbrücken zwischen dem teilnegativen Ende und den teilpositiven Enden, aber die andere Sache, die Sie bemerken, ist, dass Sie pro Molekül im Durchschnitt weniger Wasserstoffbrückenbindungen im Ethanol als im Wasser haben Ethanol-Sauerstoff ist elektronegativer, wir wissen bereits, dass er elektronegativer ist als Wasserstoff, er ist auch elektronegativer als Kohlenstoff, aber er ist viel elektronegativer als Wasserstoff, also haben Sie hier dieses Ungleichgewicht und dann noch dazu Sie haben also eine sehr schwache Teilladung, die sich auf die Kohlenstoffe verteilt, aber Sie haben eine stärkere Teilladung auf dem Wasserstoff, die aber nicht so stark sein wird wie die hier vorhandene, weil Sie wieder ein größeres Molekül haben, das sich vor allem um diesen Kohlenstoff herum verteilt, um die Ladung zu verteilen. Sie haben also weniger Wasserstoffbrückenbindungen im Ethanol als im Wasser, also lassen Sie mich schreiben, dass Sie weniger Wasserstoffbrückenbindungen haben, weniger Wasserstoffbrückenbindungen, und wie wir bereits im flüssigen Zustand und offen gesagt auch im festen Zustand darüber gesprochen haben, sind es die Wasserstoffbrückenbindungen, die diese Dinge zusammenhalten, das ist es, was das Wasser zusammenhält, das nebeneinander fließt, das ist es, was das Ethanol zusammenhält, und wenn Sie also weniger Wasserstoff haben, wenn Sie, lassen Sie mich das schreiben, weniger Bevor ich also darüber spreche, wie diese Moleküle in Dampf umgewandelt werden und sich im Wesentlichen in ihren Gaszustand verwandeln, sollten wir darüber nachdenken, wie das passiert, wenn wir über die Temperatur eines Systems sprechen, sprechen wir wirklich nur über die durchschnittliche kinetische Energie, aber jedes Molekül, denken Sie daran, dass sie alle auf unterschiedliche Weise herumspringen. Sie bewegen sich alle in verschiedene Richtungen, dieses hat vielleicht ein bisschen mehr, und vielleicht hat dieses plötzlich eine sehr hohe kinetische Energie, weil es genau in die richtige Richtung gestoßen wurde, und das reicht aus, um sowohl die Wasserstoffbrücken als auch den Druck der darüber liegenden Luft zu überwinden… Denken Sie daran, dass dies nicht in einem Vakuum geschieht, Sie haben Luft, Sie haben Luft hier oben, Luftmoleküle Ich werde sie einfach allgemein zeichnen, es gibt verschiedene Arten von Dingen, Stickstoff, Kohlendioxid usw. usw., aber wenn ich einfach allgemeine Luftmoleküle zeichne, gibt es auch einen gewissen Druck von diesen Dingen, die herumspringen, aber dieses eine könnte genug haben, dieses eine, dieses bestimmte Molekül könnte genug kinetische Energie haben, um die Wasserstoffbrücken zu überwinden und den Druck von den Molekülen über ihm zu überwinden, um im Wesentlichen zu verdampfen und sich in seinen Gaszustand zu verwandeln, und das Gleiche könnte hier drüben wahr sein, vielleicht ist dies das Molekül, das die superhohe kinetische Energie hat, um sich zu befreien, in diesem Fall wird es in den gasförmigen Zustand übergehen, die Wasserstoffbrückenbindungen werden aufbrechen und es wird so weit von seinen Geschwistermolekülen entfernt sein, dass man sagen könnte, von den anderen Ethanolmolekülen, und es wird nicht in der Lage sein, neue Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden, genauso wie dieses Molekül, sobald es im gasförmigen Zustand verdampft, viel weiter von den anderen Wassermolekülen entfernt ist, es wird nicht in der Lage sein, diese Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden Aber weil es hier mehr Wasserstoffbrückenbindungen zu brechen gibt als hier, kann man sich vorstellen, dass man im Durchschnitt mehr Wärme braucht, um dieses Ding zu verdampfen, als um jenes zu verdampfen, und das ist in der Tat der Fall, und der Begriff dafür, wie viel Wärme man braucht, um eine bestimmte Masse einer Substanz zu verdampfen, nennt sich Verdampfungswärme – lassen Sie mich das aufschreiben Verdampfungswärme Verdampfungswärme, und Sie können sich vorstellen, dass sie höher ist Für Wasser ist sie höher als für Ethanol, und ich gebe Ihnen hier die Zahlen an, zumindest die, die ich finden konnte. Ich habe leicht abweichende Zahlen gefunden, je nachdem, in welcher Quelle ich nachgeschaut habe, aber ich habe herausgefunden, dass die Verdampfungswärme für Wasser 2260 Joule pro Gramm beträgt, oder anstatt Joule zu verwenden, denken Sie daran, dass Joule eine Energieeinheit ist, es könnte auch eine Wärmeeinheit anstelle von Joule sein, wenn Sie es in Form von Kalorien betrachten wollen, entspricht das 541 Kalorien pro Gramm, während die Verdampfungswärme für Ethanol Verdampfungswärme für Ethanol ist ein gutes Stück niedriger die Verdampfungswärme für Ethanol also lassen Sie mich das klarstellen das ist das hier drüben ist Wasser das ist für Wasser und das gleiche für unser Ethanol die Verdampfungswärme für Ethanol ist basierend auf dem was ich nachgeschlagen habe 841 Joule pro Gramm oder wenn wir sie als Kalorien schreiben wollen 200 und 201 Kalorien pro Gramm was bedeutet, dass es ungefähr 201 Kalorien benötigen würde um zu verdampfen um ein Gramm Ethanol bei Standardtemperatur vollständig zu verdampfen, wobei die Temperatur konstant gehalten wird Wir könnten also in anderen Videos mehr darüber sprechen, aber die große Sache, über die wir hier sprechen, ist, dass es einfach weniger Energie benötigt, um dieses Ding zu verdampfen, und Sie könnten das Experiment durchführen, indem Sie ein Glas Wasser oder ein äquivalentes Glas nehmen, sie die gleiche Zeit füllen, ein Glas Wasser und ein Glas Ethanol und dann ein V, um zu sehen, wie lange es dauert, wissen Sie, Sie könnten eine Wärmelampe darauf stellen oder Sie könnten sie einfach nach draußen stellen, wo sie den gleichen atmosphärischen Bedingungen ausgesetzt sind. Man könnte eine Wärmelampe auf die beiden stellen oder sie einfach nach draußen stellen, wo sie denselben atmosphärischen Bedingungen und denselben Sonnenstrahlen ausgesetzt sind, und sehen, wie groß der Unterschied ist, wie lange, wie viel, wie viel mehr Energie, wie viel mehr Zeit das Wasser braucht, um zu verdampfen, als das Ethanol, und es gibt hier eine ähnliche Idee, nämlich den Siedepunkt, wir alle haben schon Dinge gekocht. Du könntest dir vorstellen, dass Wasser eine höhere Temperatur hat, bei der es zu sieden beginnt als Ethanol, und das ist tatsächlich der Fall. Der Siedepunkt von Wasser liegt bei genau 100 Grad Celsius. Tatsächlich war der Siedepunkt von Wasser ein wichtiger Datenpunkt, um die Celsius-Skala zu etablieren, also liegt er definitionsgemäß bei 100 Grad Celsius, während der Siedepunkt von Ethanol bei ungefähr 78 Grad Celsius liegt, also siedet es bei einer viel niedrigeren Temperatur, und das liegt daran, dass es einfach weniger Wasserstoffbrückenbindungen gibt, die aufgebrochen werden müssen