Co se odpařuje dřív kyslík nebo dusík?
Odpovědi
Diskuze
Kyslík: Teplota varu −182,95 °C (90,2 K)
https://cs.wikipedia.org/wiki/Kysl%C3%ADk
Dusík: Teplota varu −195,80 °C (77,35 K)
https://cs.wikipedia.org/wiki/Dus%C3%ADk
Otázka je velice stručná. Co se myslí odpařováním? Asi var?
Výrok Mezka:
"Při nižší teplotě vře dusík, odpařuje se tedy první. V homogenní směsi bude var dusíku udržovat teplotu -195°C, takže kyslík vřít nebude."
by zcela popřel princip destilace.
(Mezku, Raoultův zákon)
Je iluzorní si představovat odpařování čistého (v rámci možností, ať mne nikdo nechytá za slovo) dusíku v nádobě jedné a čistého kyslíku v nádobě druhé.
Za laboratorních podmínek by to zašumělo oboje stejně a ani bychom nepostřehli, co se odpařilo dříve.
Takže si pro jednoduchost představme ethanol a vodu. (Odborníci, pomiňme azeotrop, jó.)
Když budu mít každou "čistou" kapalinu v jiné nádobě, tak ano, pokud budu obě nádoby stejnoměrně zahřívat, tak kapalina s nižším bodem varu (ethanol) se začne odpařovat dříve (bod varu cca 78 °C) než voda.
Ale z homogenní směsi ethanolu a vody se přeci při zahřívání neodpařuje pouze ethanol. Odpařuje se opět směs ethanolu a vody, jejíž složení je posunuto k níževroucí složce, tedy ethanolu. Vše závislé mj. na složení výchozí směsi.
Obdobně by probíhalo i "odpařování" homogenní směsi dusíku a kyslíku. Ze směsi by se odpařovala opět směs dusíku a kyslíku!!!
Podobná analogie by se našla u odpařování propan-butanové směsi z tlakové láhve (to už se v teplotě posuneme trochu níž než u směsi ethanol-voda). Tam také nedochází nejdříve k odpaření propanu tak, aby tam zůstával butan (ač si to laici myslí). Podobně jak bylo popsáno výše. Odpařuje se směs propan-butanu, jejíž složení má větší podíl propanu než směs výchozí. Směs výchozí se díky tomu ochuzuje o níževroucí složku a tím stoupá i bod varu a přibližuje se k bodu varu složky výševroucí.
"Začátek" odpařování se rozhodně nekryje s bodem varu ale s bodem tání. Například voda z mokrého prádla se nám odpařuje při jakékoliv nadnulové teplotě, i když je bod varu až na 100°C. Při podnulových teplotách nám led pro změnu sublimuje.
Otázka je asi stejně nesmyslná, jako se zeptat, co se bude ze slivovice dřív odpařovat, jestli voda nebo líh. Ve chvíli, kdy roztok nabude kapalné skupenství, začnou se obě složky odpařovat současně, vařit ale začne líh při nižší teplotě.
Pro O je bod tání asi 54K, pro N je asi 63K. Uspořádáme-li pokus tak, že začneme oba "ledy" ohřívat stejně, začne nejdřív tát (a okamžitě se i odpařovat) O.
Otázka ukazuje, že v fyzice je třeba se umět správně zeptat.