Höyrynpaine vs. osittainen paine
Osapaine ja höyrynpaine ovat kaasujärjestelmien kaksi tärkeää ominaisuutta. Tässä artikkelissa verrataan höyrynpaineen ja osapaineen määritelmiä, sovelluksia ja eroja.
Höyrynpaine
Höyrynpaineen ymmärtäminen edellyttää selkeää ymmärrystä paineen käsitteestä. Paine määritellään voimana pinta-alayksikköä kohden, joka on kohtisuorassa kohteeseen. Staattisen nesteen paine on yhtä suuri kuin nestepylvään paino paineen mittauspisteen yläpuolella. Siksi staattisen (virtaamattoman) nesteen paine riippuu vain nesteen tiheydestä, gravitaatiokiihtyvyydestä, ilmakehän paineesta ja nesteen korkeudesta painepisteen yläpuolella. Paine voidaan määritellä myös voimaksi, jonka hiukkasten törmäykset aiheuttavat. Tässä mielessä paine voidaan laskea käyttämällä kaasujen molekyylikineettistä teoriaa ja kaasuyhtälöä. Höyrynpaine on höyryn aiheuttama paine järjestelmässä, joka on tasapainossa,tai höyryn aiheuttama paine. Järjestelmä on tasapainossa, kun kaasun tila ja höyryn neste- tai kondensoitunut tila ovat kosketuksissa toisiinsa suljetussa järjestelmässä. Lämpö höyrystää nesteen. Siksi järjestelmän lämpötila on nesteen höyrystymisen mittaus. Lämpötila on myös mittaus höyrymolekyylien määrästä, johon järjestelmä mahtuu ilman kondensaatiota. Höyrynpaineita on kahta tyyppiä. Ne ovat tyydyttyneitä höyrynpaineita ja tyydyttymättömiä höyrynpaineita. Kun suljetussa järjestelmässä on sekä höyry että vastaava neste tasapainossa, järjestelmään mahtuu suurin mahdollinen höyrymäärä. Siksi järjestelmän sanotaan olevan tyydyttynyt. Kun järjestelmässä on vain höyryä, sen sanotaan olevan tyydyttymätön järjestelmä ja mahdollinen neste lisätään,kunnes kyllästymispiste haihtuu. On huomattava, että järjestelmän kyllästetty höyrynpaine riippuu vain järjestelmän lämpötilasta ja itse aineesta.
Osittainen paine
Järjestelmän osapaine on tarkasteltavan kaasun käyttämän paineen suhde järjestelmän kokonaispaineeseen. Kaasun osapaine on vain luku. Osapaine voi vaihdella vain nollasta yhteen. Puhtaan kaasun osapaine on 1, kun taas puuttuvan aineen osapaine on nolla. Voidaan todistaa, että kaasun osapaine on yhtä suuri kuin täydellisen kaasun kaasun molekyylisuhde. Molekyylisuhde on tarkasteltavan kaasun molekyylien lukumäärä jaettuna kaasumolekyylien kokonaismäärällä. Osapaine kerrottuna järjestelmän kokonaispaineella tuottaa paineen tarkasteltavasta kaasusta.
Mitä eroa on höyrynpaineessa ja osapaineessa?
• Järjestelmän höyrynpaine on järjestelmässä olevan höyryn aiheuttama paineen muoto, joka mitataan Pascalissa.
• Järjestelmän osapaine on tarkasteltavan kaasun käyttämän paineen suhde järjestelmän kokonaispaineeseen.
• Osapaine on murto-osainen ulottumaton arvo, joka kuvaa osuutta kokonaispaineesta.
