Last updated: May 06, 2024

Calcolatore per la Tensione di Vapore dell'Acqua

Q: Che cos'è la tensione di vapore?

La tensione di vapore dell'acqua è il punto di equilibrio tra il numero di molecole d'acqua che si muovono tra la fase liquida e la fase gassosa in un contenitore chiuso . In questo punto, le molecole che escono dalla fase liquida ed entrano in quella gassosa sono tante quante quelle che escono dalla fase gassosa ed entrano in quella liquida. Read more

Q: La tensione di vapore aumenta con la temperatura?

Sì, la tensione di vapore aumenta con la temperatura perché le molecole ricevono più energia per uscire dalla fase liquida e passare alla fase gassosa. Nota che è necessario un contenitore chiuso , altrimenti le molecole in fase gassosa voleranno via. Read more

Q: Come si calcola la tensione di vapore dell'acqua a 80 °C?

La tensione di vapore dell'acqua a 80 °C sarà di 47,27 kPa (formula di Antoine) o 46,19 kPa (formula semplice). Per trovare la tensione di vapore dell'acqua : Usa una delle approssimazioni più diffuse, ad esempio la formula di Antoine: P Antoine = 10 (A-B) / (C+T) = 10 (8,14019-1810,94) / (244,485+T) ; Inserisci T = 80 °C in gradi Celsius: 10 (8,14019 − 1810,94) / (244,485 + 80) ; Calcola 10 1,6746 = 47,27 kPa ; e Confronta con la formula semplificata: P semplice = e (20,386−5132) / (T+273,15) = e (20,386−5132) / (80+273,15) = 46,19 kPa . Read more

Q: Perché la tensione di vapore dell'acqua è così importante?

La tensione di vapore dell'acqua è fondamentale per le forme di vita sulla Terra , in quanto il suo valore è abbastanza alto da consentire il processo di evaporazione , ma abbastanza basso da consentire anche l' esistenza di acqua liquida e solida . Read more

Table of contents

Che cos'è la tensione di vapore? Definizione di tensione di vapore Fattori che influenzano la tensione di vapore Formule della tensione di vapore Tensione di vapore dell'acqua Come usare il calcolatore per la tensione di vapore dell'acqua FAQs

Il calcolatore per la tensione di vapore dell'acqua è un pratico strumento che può aiutarti a determinare la pressione di vapore dell'acqua e del ghiaccio. Basta digitare la temperatura, e la tensione apparirà in un attimo — non esitare. Provaci! Se non sai cosa sia la tensione di vapore, continua a scorrere. Troverai la definizione, cinque diverse formule di tensione di vapore, e i dettagli su quella più utilizzata — l'equazione di Antoine.

Che cos'è la tensione di vapore? Definizione di tensione di vapore

Illustrazione della tensione di vapore, confine tra gas e liquido.

La tensione di vapore è la pressione esercitata da un vapore che si trova in equilibrio termodinamico con le sue fasi condensate (solide o liquide) in un sistema chiuso a una determinata temperatura. L'equilibrio, in altre parole, lo stato stazionario — tra evaporazione e condensazione si verifica quando:

Tasso di evaporazione del liquido = tasso di condensazione del gas

La tensione di vapore è una delle caratteristiche dei fluidi — misura la tendenza di un materiale a passare allo stato gassoso/vapore. La tensione di vapore di un liquido può essere misurata in molti modi, ad esempio con un manometro collegato al pallone con il liquido misurato.

Fattori che influenzano la tensione di vapore

Ci sono due fattori che influenzano la tensione di vapore:

Temperatura

Più la temperatura è alta, più le molecole hanno energia sufficiente per uscire dal liquido o dal solido, il che porta a valori più alti di tensione di vapore.

La temperatura di un liquido aumenta ( $T\uparrow$ ) → l'energia cinetica delle sue molecole aumenta ( $E_{\mathrm{k}}\uparrow$ ) → il numero di molecole che passano al vapore aumenta → la tensione di vapore aumenta ( $P\uparrow$ )

A temperature più basse, un numero minore di molecole ha energia sufficiente.
Natura della sostanza (tipi di molecole)

La tensione di vapore sarà relativamente bassa per le sostanze con forze intermolecolari più forti. Al contrario, la tensione di vapore è relativamente alta per le forze relativamente deboli.

Una cosa importante da menzionare è il fatto che l'area superficiale della sostanza liquida/solida a contatto con il gas non influisce sulla tensione di vapore. Quindi non importa se mettiamo il nostro liquido in un matraccio largo o in un cilindro graduato sottile — la tensione di vapore rimane la stessa.

Formule della tensione di vapore

Esistono molte formule diverse grazie alle quali è possibile calcolare la tensione di vapore dell'acqua. La più nota e consolidata è l'equazione di Antoine, ma esistono anche altri metodi (che funzionano meglio in condizioni tipiche). Nel nostro calcolatore, troverai implementate le seguenti formule:

1. Formula semplice:

P_{\mathrm{semplice}} = \mathrm{e}^{(20,386\ -\footnotesize\frac{5132}{T+273,15})}

dove la tensione di vapore è espressa in $\mathrm{mmHg}$ , e la temperatura in kelvin.

2. Formula di Antoine:

P_\mathrm{Antoine} = 10^{(A\ -\footnotesize\frac{B}{C+T})}

La temperatura $T$ è espressa in gradi Celsius e la tensione di vapore $P$ è in $\mathrm{mmHg}$ . Passa alla sezione successiva per saperne di più sulle costanti della formula di Antoine.

3. Formula di Magnus, nota anche come equazione di August-Roche-Magnus o Magnus-Tetens:

P_{\mathrm{Magnus}}= 0,\!61094\!\times\!\mathrm{e}^{(\footnotesize\frac{17,625 \times T}{T+ 243,04})}

dove $T$ è espresso in $\degree\mathrm{C}$ , e $P$ in $\mathrm{kPa}$ .

4. Formula di Tetens:

P_{\mathrm{Tetens}}= 0,\!61078 \!\times\!\mathrm{e}^{(\footnotesize\frac{17,27 \times T}{T + 237,3})}

dove $T$ è espresso in $\degree\mathrm{C}$ , e $P$ in $\mathrm{kPa}$ .

5. Formula di Buck, nota anche come equazione di Arden Buck:

\begin{split} P_{\mathrm{Buck}} =\ &0,\!61121\\&\times\mathrm{e}^{(18,678\ -\footnotesize\frac{T}{234,5})\times( \footnotesize\frac{T}{257,14+T})} \end{split}

dove $T$ è espresso in $\degree\mathrm{C}$ , e $P$ in $\mathrm{kPa}$ .

Puoi anche utilizzare un'altra equazione, chiamata formula di Goff-Gratch, ma poiché è più complicata (e approssimativamente precisa come la formula di Buck), non l'abbiamo implementata nel nostro calcolatore per la tensione di vapore dell'acqua. La tabella seguente mostra il confronto tra le diverse formule per diverse temperature comprese nell'intervallo $0\ \degree\mathrm{C}$ - $100\ \degree\mathrm{C}$ . I valori di riferimento provengono da Lide table con la tensione di vapore dell'acqua (tutti i pH sono indicati in $\mathrm{kPa}$ ).

T [°C]	T [F]	P (Lide table)	P (Semplice)	P(Antoine)	P (Magnus)	P (Tetens)	P (Buck)
0	32	0,6113	0,6593 (+7,85%)	0,6056 (-0,93%)	0,6109 (-0,06%)	0,6108 (-0,09%)	0,6112 (-0,01%)
20	68	2,3388	2,3755 (+1,57%)	2,3296 (-0,39%)	2,3334 (-0,23%)	2,3382 (+0,05%)	2,3383 (-0,02%)
35	95	5,6267	5,5696 (-1,01%)	5,6090 (-0,31%)	5,6176 (-0,16%)	5,6225 (+0,04%)	5,6268 (+0,00%)
50	122	12,344	12,065 (-2,26%)	12,306 (-0,31%)	12,361 (+0,13%)	12,336 (+0,08%)	12,349 (+0,04%)
75	167	38,563	37,738 (-2,14%)	38,463 (-0,26%)	39,000 (+1,13%)	38,646 (+0,40%)	38,595 (+0,08%)
100	212	101,32	101,31 (-0,01%)	101,34 (+0,02%)	104,077 (+2,72%)	102,21 (+1,10%)	101,31 (-0,01%)

Come puoi notare, l'equazione di Antoine è ragionevolmente precisa per le temperature più alte, ma quelle basse sono calcolate con un errore abbastanza grande. L'equazione di Tetens funziona bene per l'intervallo $0\ \degree\mathrm{C}$ - $50\ \degree\mathrm{C}$ , ma Buck li batte tutti per ogni valore controllato. I valori iniziano a differire in modo significativo per temperature superiori a $100\ \degree\mathrm{C}$ , e l'equazione di Antoine è solitamente la più precisa.

Equazione di Antoine

L'equazione di Antoine deriva dalla relazione Clausius-Clapeyron (quella che abbiamo usato nel nostro calcolatore per il punto di ebollizione 🇺🇸). Si tratta di una formula semi-empirica che descrive l'associazione tra tensione di vapore e temperatura. Funziona per molte sostanze, anche se è necessario conoscere i coefficienti. Di solito vengono utilizzate due serie di parametri per un singolo componente:

P_{\mathrm{Antoine}} = 10^{(A\ -\footnotesize\frac{B}{C+T})}

Uno per descrivere la curva della pressione di vapore fino al normale punto di ebollizione. Per l'acqua, si tratta dell'intervallo $0\ \degree\mathrm{C}$ - $100\ \degree\mathrm{C}$ .

\qquad \begin{split} A& = 8,\!07131\\ B& =1730,\!63\\ C&=233,\!426 \end{split}

Quindi l'equazione di Antoine è:

\qquad P_{\mathrm{Antoine}} = 10^{(8,07131\ -\footnotesize\frac{1730,63}{233,426+T})}

Il secondo è per l'intervallo dal punto di ebollizione normale al punto critico ( $100\ \degree\mathrm{C}$ - $374\ \degree\mathrm{C}$ per l'acqua)

\qquad \begin{split} A& = 8,\!14019\\ B& =1810,\!94\\ C&=244,\!485 \end{split}

Quindi la formula è la seguente:

\qquad P_{\mathrm{Antoine}} = 10^{(8,14019\ -\footnotesize\frac{1810,94}{244,485+T})}

L'equazione di Antoine viene talvolta semplificata (omettendo il coefficiente C) o estesa con tre termini aggiuntivi, che possono aumentare la flessibilità dell'equazione.

🙋 Prima di passare alla sezione successiva, assicurati di padroneggiare le conversioni tra le varie unità di misura della pressione — il nostro strumento convertitore di pressione 🇺🇸 è una guida completa per farlo. Puoi anche provare il nostro strumento convertitore della temperatura 🇺🇸 per un esercizio mnemonico più semplice!

Tensione di vapore dell'acqua

La tensione di vapore dell'acqua è la pressione alla quale il vapore acqueo è in equilibrio termodinamico con il suo stato condensato. L'acqua si condenserà se aumentiamo la tensione e manteniamo la temperatura.

Dai un'occhiata a questa pratica tabella della tensione di vapore dell'acqua per trovare rapidamente la pressione a diverse temperature:

T [°C]	T [°F]	P [kPa]	P [torr]	P [atm]
0	32	0,6113	4,5851	0,0060
5	41	0,8726	6,5450	0,0086
10	50	1,2281	9,2115	0,0121
15	59	1,7056	12,7931	0,0168
20	68	2,3388	17,5424	0,0231
25	77	3,1690	23,7695	0,0313
30	86	4,2455	31,8439	0,0419
35	95	5,6267	42,2037	0,0555
40	104	7,3814	55,3651	0,0728
45	113	9,5898	71,9294	0,0946
50	122	12,3440	92,5876	0,1218
55	131	15,7520	118,1497	0,1555
60	140	19,9320	149,5023	0,1967
65	149	25,0220	187,6804	0,2469
70	158	31,1760	233,8392	0,3077
75	167	38,5630	289,2463	0,3806
80	176	47,3730	355,3267	0,4675
85	185	57,8150	433,6482	0,5706
90	194	70,1170	525,9208	0,6920
95	203	84,5290	634,0196	0,8342
100	212	101,3200	759,9625	1,0000

Due formule hanno una versione per la tensione di vapore dell'acqua sul ghiaccio (quindi per temperature inferiori a $0\ \degree\mathrm{C}$ ). Inserisci nel calcolatore le temperature negative e la tensione di vapore verrà determinata in base alle formule di Buck e Teten.

🙋 Per uno strumento più generico, visita il nostro calcolatore per la tensione di vapore 🇺🇸!

Come usare il calcolatore per la tensione di vapore dell'acqua

Ora che sai cos'è la tensione di vapore, e hai imparato diverse formule di pressione di vapore, è giunto il momento di fare una dimostrazione pratica. Questo calcolatore è uno dei più facili da usare — devi inserire solo un valore, quindi non dovresti avere problemi a usarlo! Ma per sicurezza, ti mostriamo un esempio:

Inserisci la temperatura. Supponiamo di voler calcolare la tensione di vapore dell'acqua in $30\ \degree\mathrm{C}$ ;
Poof! Il calcolatore per la tensione di vapore dell'acqua trova la pressione secondo cinque formule. La più utilizzata è l'equazione di Antoine ( $4,\!232\ \mathrm{kPa}$ ), ma la formula di Buck ( $4,\!245\ \mathrm{kPa}$ ) è solitamente la più precisa per gli intervalli di temperatura che tipicamente cerchiamo; e infine
Se vuoi ottenere il risultato in un'unità di pressione diversa, clicca sul nome dell'unità e scegli quella che ti serve: $\mathrm{Pa}$ $\mathrm{hPa}$ , $\mathrm{torr}$ , $\mathrm{mmHg}$ o qualsiasi altra unità.

FAQs

Che cos'è la tensione di vapore?

La tensione di vapore dell'acqua è il punto di equilibrio tra il numero di molecole d'acqua che si muovono tra la fase liquida e la fase gassosa in un contenitore chiuso. In questo punto, le molecole che escono dalla fase liquida ed entrano in quella gassosa sono tante quante quelle che escono dalla fase gassosa ed entrano in quella liquida.

La tensione di vapore aumenta con la temperatura?

Sì, la tensione di vapore aumenta con la temperatura perché le molecole ricevono più energia per uscire dalla fase liquida e passare alla fase gassosa. Nota che è necessario un contenitore chiuso, altrimenti le molecole in fase gassosa voleranno via.

Come si calcola la tensione di vapore dell'acqua a 80 °C?

La tensione di vapore dell'acqua a 80 °C sarà di 47,27 kPa (formula di Antoine) o 46,19 kPa (formula semplice).

Per trovare la tensione di vapore dell'acqua:

Usa una delle approssimazioni più diffuse, ad esempio la formula di Antoine:

P_Antoine = 10^{(A-B) / (C+T)} = 10^{(8,14019-1810,94) / (244,485+T)};
Inserisci T = 80 °C in gradi Celsius: 10^{(8,14019 − 1810,94) / (244,485 + 80)};
Calcola 10^1,6746 = 47,27 kPa; e
Confronta con la formula semplificata:

P_semplice = e^{(20,386−5132) / (T+273,15)} = e^{(20,386−5132) / (80+273,15)} = 46,19 kPa.

La pressione di vapore dell'acqua può essere pari a zero?

No, la pressione di vapore non può essere pari a zero quando la temperatura è superiore allo zero assoluto. Nota che molti oggetti hanno risieduto per eoni nel vuoto dello spazio, la cui temperatura non è lo zero assoluto, ma non sono evaporati perché hanno una pressione di vapore non nulla (ad esempio, gli asteroidi).

Perché la tensione di vapore dell'acqua è così importante?

La tensione di vapore dell'acqua è fondamentale per le forme di vita sulla Terra, in quanto il suo valore è abbastanza alto da consentire il processo di evaporazione, ma abbastanza basso da consentire anche l'esistenza di acqua liquida e solida.