Вопрос на закон Бойля-Мариотта ( или Гей -Люсака)

Вопрос на закон Бойля-Мариотта ( или Гей -Люсака)

Вопрос элементарный, в пределах школьной физики, но давно это было, подскажите, у кого знания по свежее. И так, как известно температура кипения этилового спирта при атмосферном давлении 78 градусов Цельсия, какое разрежение нужно создать вакуумным насосом, что бы спирт закипел при температуре не выше 30-40 градусов? Задача очистить жидкость от содержания спирта не нагревая выше 40.

Задача поставлена некорректно.
Есть смесь некоторой жидкости со этиловым спиртом
я так понимаю начальные условия?
Для разделения можно применить Ректификацию(ректификационную колонку).
Можно осуществлять сей процесс при заданной температуре и нормальном давлении.
Время только увеличится по сравнению если-бы процесс происходил при температуре кипения искомой смеси.
Этот метод применяется если компоненты смеси имеют отличные от друга. параметры температуры кипения.

Может я что-то неправильно понимаю, но мне кажется, ректификация- это та же перегонка? Значит нужно кипение? Значит либо повышать температуру либо понижать давление? Я не прав?

UR3LFV сказав(ла):

Может я что-то неправильно понимаю, но мне кажется, ректификация- это та же перегонка? Значит нужно кипение? Значит либо повышать температуру либо понижать давление? Я не прав?

Натисніть, щоб розгорнути...

Вы не правы!
Испарение идет при любой температуре.
Перегонный куб и ректификационная колонка-это два разных аппарата.

UR3LFV сказав(ла):

Вопрос на закон Бойля-Мариотта ( или Гей -Люсака)

Натисніть, щоб розгорнути...

Вопрос первый: а действительно ли Люсак был геем?
Вопрос второй: какова температура кипения (при нормальном давлении) той части смеси, которую предполагается очищать от спирта? Или, сформулируем вопрос по-другому: что это за вещество?
Вопрос третий: какое допустимое остаточное содержание спирта в смеси после его отгонки?

UR3LFV сказав(ла):

Вопрос элементарный, в пределах школьной физики, но давно это было, подскажите, у кого знания по свежее. И так, как известно температура кипения этилового спирта при атмосферном давлении 78 градусов Цельсия, какое разрежение нужно создать вакуумным насосом, что бы спирт закипел при температуре не выше 30-40 градусов? Задача очистить жидкость от содержания спирта не нагревая выше 40.

Натисніть, щоб розгорнути...

Это вовсе не «Газовые законы», распространяющиеся на идеальные газы, согласно молекулярно-кинетической теории, а не на процессы фазового перехода. (Сказанное — школьный курс.) Это уже закон Клапейрона-Клазиуса, в частном его применении. И то, это вряд ли Вам поможет, т. к. он выражает зависимость для чистых веществ и то идеализированно.

Для указанного случая, есть ряд других законов. Но форум — не формат для этого. Ваш вопрос из тех, что подстать читать лекцию. А то и целый курс... Причём, теория и практика — достаточно объёмны сами по себе и заметно расходятся.

Могу только коротко отметить два момента:
1. Вам правильно указали на ректификацию. Просто под вакуумом (равно, как и без него) испаряться будут все компоненты, только в разной степени — в Природе нет той селективности, которую Вы явно ожидаете, судя по постановке вопроса.
2. Перегонка под вакуумом — тоже не тривиальная задача. Особенно, если требуется промышленный метод — экономичный и в товарных объёмах. Не всякий вакуумный насос будет качать пары. (Ответственно заявляю, как человек что-то смыслящий в вакуумной технике.)

Vasija сказав(ла):

Это уже закон Клапейрона-Клазиуса, в частном его применении. И то, это вряд ли Вам поможет, т. к. он выражает зависимость для чистых веществ и то идеализированно.

... Ваш вопрос из тех, что подстать читать лекцию. А то и целый курс... Причём, теория и практика — достаточно объёмны сами по себе и заметно расходятся.

Натисніть, щоб розгорнути...

Теория тут, действительно, очень расходится с практикой. А чтобы не заморачиваться, то вот кое-что из практики: 1) считается, что перегонкой можно достаточно эффективно разделять вещества, температуры кипения которых различаются более, чем на 40 градусов. Все зависит от требований, предъявляемых к степени разделения: может и вовсе можно обойтись без ректификационной колонки, прямой перегонкой. Какое содержание тяжелой фракции допустимо в спиртосодержащем дистилляте? Поэтому очень важно знать, какую температуру кипения имеют остальные компоненты смеси, требуемый состав фракций. И, чтобы не впадать в глубокое теоретизирование, я бы просто взял водокольцевой вакуумнасос (он создаст достаточное разрежение, чтобы спирт кипел не выше 40 градусов) и сделал бы лабораторные испытания: если состав фракций меня удовлетворил бы, ограничился прямой перегонкой, если нет - пришлось бы делать колонку. А может разумнее было бы сначала провести грубое разделение, а уж потом, на дополнительной установке, довести состав интересующей фракции до нужной кондиции.

альхимик сказав(ла):

Вопрос первый: а действительно ли Люсак был геем?
Вопрос второй: какова температура кипения (при нормальном давлении) той части смеси, которую предполагается очищать от спирта? Или, сформулируем вопрос по-другому: что это за вещество?
Вопрос третий: какое допустимое остаточное содержание спирта в смеси после его отгонки?

Натисніть, щоб розгорнути...

Да, вобщем-то, баловство, хочу поэксперементировать в этом направлении с медовухой

Некоторые компоненты натурального вина могут усваиваться
нашим организмом только в смеси воды и этилового спирта!

UR3LFV сказав(ла):

безалкогольное вино с медовухой

Натисніть, щоб розгорнути...

Вы делаете отвратительные и противные человеческой сущности эксперименты, прекращайте. Вино портить вздумали!

У-у-у, батенька... Вы взялись за крайне сложное дело... Даже не готов Вам и посоветовать что-нибудь, в связи с такой Вашей задачей. Скорее даже, вынужден присоединиться к коллегам, уже имевшим честь выступить в этой теме до меня. От себя добавлю, что в этом случае даже Менделеев с Клапейноном не помогут. Дело в том, что вот те самые ароматические вещества, что дают вину его своеобразный букет - как вкусовой, так и обонятельный, будут "лететь" вместе со спиртом, при какой бы температуре Вы его не испаряли - ведь тогда понизится и температура кипения тех веществ тоже! Это во-первых. Во-вторых - действительно, "букет" воспринимается как таковой только в данной смеси. Удали оттуда хоть один из компонентов (Вы хотите удалить спирт) - и пропадет вся композиция. Поэтому, подчеркиваю - это крайне сложная технология. И такой вопрос "решается просто с помощью вакуумной перегонки" только на тупых интернет-ресурсах и сайтах для домохозяек. На самом деле все гораздо сложнее. Подобная же, почти детективная история, произошла с разработкой растворимого кофе. Там тоже, казалось бы все просто: возьми заваренный кофе, удали оттуда воду, а потом, то, что останется, снова растворяй в воде и наслаждайся. Но над этим лучшие головы бились многие годы. А кроме того, выражаю свою полную солидарность с Marsikus!!! Грех это перед Господом! Одумайтесь!

Marsikus сказав(ла):

Вы делаете отвратительные и противные человеческой сущности эксперименты, прекращайте. Вино портить вздумали!

Натисніть, щоб розгорнути...

А Вы и дальше продолжайте мыслить штампами текущей социальной парадигмы.

Полагаю, что ТС может получить самостоятельный напиток, со своим специфическим букетом. А остальные пусть и дальше демонстративно давяться своими «красными фломастерами», воспевая их исключительные вкусовые качества, от собственного недостатка фантазии. Алкашня, ёпта!

Vasija сказав(ла):

...Полагаю, что ТС может получить самостоятельный напиток, со своим специфическим букетом. А остальные пусть и дальше демонстративно давяться...

Натисніть, щоб розгорнути...

Та хто ж возражает? Пусть получает самостоятельный напиток! Вопрос в другом: зачем же ж ради этого вино переводить? Пусть берет, допустим, самогонку, спирт из нее удалит, а оставит одну конценрированную сивуху. Вот тут-то и "букет" весь сохранится, и сам напиток еще ядреней будет, это я гарантирую (на прошлой неделе сам так делал, могу опытом обменяться)! Причем в полученном напитке алкоголя - практически ноль! И никакого "вакуума", пей, наслаждайся!

Показал тему коллеге-мусульманину. Он сказал, что если бы такое устройство приблизительно в размерах термоса или миксера выпускалась, то он бы купил себе. Вот вам вариант коммерциализации изобретения.

Marsikus сказав(ла):

Показал тему коллеге-мусульманину. Он сказал, что если бы такое устройство приблизительно в размерах термоса или миксера выпускалась, то он бы купил себе. Вот вам вариант коммерциализации изобретения.

Натисніть, щоб розгорнути...

Порочный путь. Проще выпускать уже готовый продукт крупнотонажно на промышленных установках. Это называется в экономике «экономия масштаба». (Как результат, увеличение рентабельности и прибыли.)

Да и всё придумано до нас. Была лет 10 назад такая слабоалкоголка «Батерфляй», производившаяся на основе белого сухого вина. Технологически можно было в ней понизить содержания спирта ещё ниже. Но в нашей нищебродской и лыганской стране это не пошло — дороговато для жлобов, когда можно накидываться более дешевым и более крепким пойлецом на чистой синтетике. (Напомню на всяк случай: «эстетов» в потребительской группе мизер и коммерческой погоды на рынке они не делают.)

Технически не вижу абсолютно никакой сложности в том, чтобы приготовить вино безалкогольное. Ссылаюсь именно на тот факт, о котором тут говорили выше: сейчас скоее, трудно найти вообще натуральное, а не порошковое вино. Тот же коньяк, молоко, газированные напитки... Химия сделала большой шаг вперед! Просто не вводить в смесь спирт и подкорректировать состав чтобы сбалансировать вкус, и все. Речь шла о другом: это уже будет другой напиток. Если из вина просто отогнать спирт - получится некое подобие переваренного компота. И, в кустарных условиях, вернуть ему привкус имеННо вина (чтобы не употреблять громкое слово "букет") будет гораздо сложнее, чем взять, и изначально составить соответствующую композицию. Никаких проблем! Зачем морочить голову с вакуумом и теорией Аррениуса? Не понимаю, зачем страдать мусульманам?

Tokot сказав(ла):

для ускорения процесса нужна большая площадь испарения
самое простое это довести вина до состояния эрлифта то есть пены из пузырьков в которых в первую очередь будет испарятся спирт понижая градус оставшегося вина
если градус спирта снизить в вине до 3-6 градусов то это уже сопоставимо с пивом
а если ниже 3 градусов то с молочнокислыми продуктами

Натисніть, щоб розгорнути...

Ну это понятно, но если греть при атмосферном давлении, придётся греть почти до кипения, а это неминуемо скажется на вкусовых качествах. По этому, хотелось бы делать это под вакуумом, что бы температура нагрева была ниже.

UR3LFV сказав(ла):

Ну это понятно, но если греть при атмосферном давлении, придётся греть почти до кипения, а это неминуемо скажется на вкусовых качествах. По этому, хотелось бы делать это под вакуумом, что бы температура нагрева была ниже.

Натисніть, щоб розгорнути...

Уважаемый UR3LFV,
во-первых, площадь испарения увеличивают вовсе не так (особенно в лабораторных масштабах), как Вам предложил этот поц альтернативно мыслящий гражданин.

Во-вторых, ход мысли у Вас верный. Процесс близкий к задачам лиофилизации. (Но, в данном случае, замораживать — тоже чревато влиянием на органолептические показатели конечного продукта. Врочем, букет может получится даже интереснее...)

...кстати это действительно интересная мысль — отгонка у границы фазового перехода в твёрдое состояние одного из основных компонентов (воды). Т. е. под вакуумом и при охлаждении. Правда, в таком варианте сложности с вакуумной откачной аппаратурой (и водоструйник, и водокольцевой здесь будут прочти бесполезны), но конечный эффект многообещающий!