Höyrynpaine vs osapaine
Osittainen paine ja höyrynpaine ovat kaksi tärkeää kaasumaisten järjestelmien ominaisuutta. Tässä artikkelissa verrataan ja verrataan höyrynpaineen ja osapaineen määritelmiä, sovelluksia ja eroja.
Höyrynpaine
Höyrynpaineen ymmärtämiseksi vaaditaan selkeä paineen käsite. Paine määritellään voimaksi pinta-alayksikköä kohti, joka kohdistetaan kohtisuoraan kohteeseen. Staattisen nesteen paine on yhtä suuri kuin nestepatsaan paino paineen mittauspisteen yläpuolella. Siksi staattisen (ei-virtaavan) nesteen paine riippuu vain nesteen tiheydestä, painovoimakiihtyvyydestä, ilmakehän paineesta ja nesteen korkeudesta paineen mittauspisteen yläpuolella. Paine voidaan määritellä myös hiukkasten törmäysten aiheuttamaksi voimaksi. Tässä mielessä paine voidaan laskea käyttämällä kaasujen molekyylikineettistä teoriaa ja kaasuyhtälöä. Höyrynpaine on höyryn kohdistama paine järjestelmässä, joka on tasapainossa, tai höyryn kohdistama paine. Järjestelmä on tasapainossa, kun kaasutila ja höyryn nestemäinen tai kondensoitunut tila ovat kosketuksissa toisiinsa suljetussa järjestelmässä. Neste höyrystyy lämmön vaikutuksesta. Siksi järjestelmän lämpötila on nesteen höyrystymisen mitta. Lämpötila on myös mittaus höyrymolekyylien määrästä, jonka järjestelmä voi vastaanottaa pakottamatta kondensaatiota. Höyrynpaineita on kahta tyyppiä. Ne ovat nimittäin tyydyttyneen höyryn paine ja tyydyttymättömän höyryn paine. Kun suljetussa järjestelmässä on sekä höyry että vastaava neste tasapainossa, järjestelmään mahtuu suurin mahdollinen määrä höyryä. Siksi järjestelmän sanotaan olevan kylläinen. Kun järjestelmässä on vain höyryä, sen sanotaan olevan tyydyttymätön järjestelmä, ja kaikki lisätty neste kyllästyspisteeseen asti haihtuu. On huomattava, että järjestelmän kylläisen höyryn paine riippuu vain järjestelmän ja itse aineen lämpötilasta.
Osittainen paine
Järjestelmän osapaine on tarkasteltavan kaasun kohdistaman paineen suhde järjestelmän kokonaispaineeseen. Kaasun osapaine on vain luku. Osapaine voi vaihdella vain välillä nollasta yhteen. Puhtaan kaasun osapaine on 1, kun taas puuttuvan aineen osapaine on nolla. Voidaan todistaa, että kaasun osapaine on myös yhtä suuri kuin kaasun molekyylisuhde täydelliselle kaasulle. Molekyylisuhde on tarkasteltavan kaasun molekyylien lukumäärä jaettuna kaasumolekyylien kokonaismäärällä. Osapaine kerrottuna järjestelmän kokonaispaineella tuottaa tarkasteltavan kaasun paineen.
Mikä ero on höyrynpaineen ja osapaineen välillä?
• Järjestelmän höyrynpaine on järjestelmässä olevan höyryn kohdistama paine, joka mitataan Pascalissa.
• Järjestelmän osapaine on tarkasteltavan kaasun kohdistaman paineen suhde järjestelmän kokonaispaineeseen.
• Osapaine on murto-osainen dimensioton arvo, joka heijastaa osuuden kokonaispaineeseen.
