A equação de Clausius-Clapeyron é a ferramenta padrão para conectar a pressão de vapor de uma substância à sua temperatura. Como essa relação é exponencial e não linear, conhecer apenas dois pontos de pressão-temperatura – mais a entalpia de vaporização – permite prever a pressão em qualquer outra temperatura ou trabalhar de trás para frente para encontrar o próprio ΔHvap.

Como funciona a equação

A equação vem da combinação da equação exata de Clapeyron (que relaciona a inclinação da curva de coexistência líquido-vapor com a entropia e a mudança de volume da vaporização) com a aproximação do gás ideal para o vapor e a suposição de que o volume do líquido é insignificante próximo ao do vapor. O resultado é uma relação log-linear limpa: traçar ln(P) contra 1/T dá uma linha reta cuja inclinação é −ΔHvap/R. Isso é exatamente o que a forma de dois pontos usada aqui captura: subtraia a equação em um ponto da equação em outro e a constante de integração será cancelada.

Como ΔHvap é tratado como constante, a forma de dois pontos é mais precisa em uma faixa de temperatura modesta. Em um intervalo muito amplo, o próprio ΔHvap varia com a temperatura (vai para zero no ponto crítico), portanto, um único ΔHvap médio introduzirá algum erro quanto mais longe T₂ estiver de T₁.

Entradas e o que elas significam

Pressão (P₁, P₂) pode ser inserida em qualquer unidade — atm, mmHg, kPa, torr — desde que ambas usem a mesma, já que apenas sua razão P₂/P₁ entra na equação. A Temperatura (T₁, T₂) deve estar sempre em Kelvin; adicione 273,15 a uma leitura Celsius primeiro. Entalpia de vaporização (ΔHvap) é geralmente citada em kJ/mol em tabelas de referência (a água tem cerca de 40,7 kJ/mol perto de seu ponto de ebulição) — a calculadora converte para J/mol internamente para corresponder a R = 8,314 J/(mol·K).

Limites e casos extremos

A forma de dois pontos é quebrada se T₁ for igual a T₂ (não há mudança de temperatura para resolver ΔHvap) ou se ΔHvap for exatamente zero ao resolver uma temperatura (a equação não pode isolar T). Também assume que o vapor se comporta de maneira ideal e que ΔHvap não muda muito entre T₁ e T₂ – ambas as aproximações pioram perto do ponto crítico de uma substância, onde a distinção entre líquido e vapor desaparece completamente. Para intervalos diários (bem abaixo do ponto crítico), a equação é precisa o suficiente para uso em laboratório e sala de aula.