Lexicon energetic RP - căldură de vaporizare și căldură de condensare, energie de vaporizare,

Definiție: cantitatea de căldură necesară vaporizării unei substanțe inițial lichide sau care este eliberată din nou când se condensează

Engleză: căldură de evaporare, căldură de condensare

Creație originală: 8 noiembrie 2014; ultima modificare: 07.09.2020

Căldura de vaporizare este cantitatea de căldură necesară pentru vaporizarea unei substanțe inițial lichide, adică H. pentru a fi adus din lichid la starea gazoasă prin fierbere sau evaporare. Mai precis, doar partea de căldură este menită să fie necesară pentru schimbarea stării fizice și nu pentru o creștere a temperaturii. Deci este căldură latentă. O mare parte din energia necesară funcționării unui cazan cu abur este cauzată de căldura de vaporizare.

Când gazul rezultat este apoi condensat (lichefiat) din nou, se eliberează exact aceeași cantitate de energie ca și căldura care trebuia utilizată pentru evaporare. Cantitatea de căldură a condensului corespunde exact căldurii de evaporare.

Se vorbește adesea despre căldura specifică a evaporării sau condensului; aceasta este cantitatea de căldură necesară sau eliberată împărțită la cantitatea de substanță, care este de obicei dată ca masă sau uneori ca volum. Există, de asemenea, căldura molară de vaporizare, care este legată de un mol al unei substanțe. Veți găsi, prin urmare, diferite unități, cum ar fi MJ/kg (megajuli pe kilogram), MJ/m 3 (megajuli pe metru cub), kWh/kg și kJ/mol (kilojuli pe mol).

Evaporarea, adică evaporarea într-o fază gazoasă a unei alte substanțe (de exemplu, aerul), poate apărea și atunci când un lichid nu este alimentat cu căldură din exterior. Căldura evaporării este apoi preluată din lichidul însuși și din gazul de deasupra acestuia. Deci există o răcire corespunzătoare, care este denumită și răcire prin evaporare. Acest efect este utilizat, de exemplu, în turnurile de răcire umedă.

Căldura de vaporizare a apei

În tehnologia energetică, trebuie să ne raportăm în mod deosebit la căldura de evaporare a apei. Se ridică la z. B. la 100 ° C (adică la fierbere la presiune normală) 40,7 kJ/mol sau 2,26 MJ/kg = 0,63 kWh/kg. La 20 ° C (de exemplu, evaporarea la temperatura camerei) este puțin mai mult: 44,2 kJ/mol sau 2,46 MJ/kg = 0,68 kWh/kg.

Comparativ cu multe alte lichide, apa are o entalpie specifică de vaporizare deosebit de mare. Acest lucru se datorează în principal forțelor de atracție relativ puternice dintre moleculele de apă puternic polare. În plus, moleculele de apă sunt destul de ușoare, astfel încât 1 kg de apă conține un număr deosebit de mare de molecule.

Explicație microscopică a căldurii de vaporizare; Entalpia evaporării

Motivul fizic pentru care evaporarea necesită o alimentare cu energie poate fi explicat microscopic prin două contribuții diferite:

Atomii sau moleculele individuale sunt aproape unul de celălalt, atâta timp cât substanța este încă lichidă. Atracția reciprocă are loc aici. Pentru a separa atomii sau moleculele unul de altul, trebuie făcută așa-numita lucrare de separare împotriva acestor forțe de atracție. Acest lucru mărește energia internă.
De regulă, volumul substanței crește foarte brusc în timpul evaporării. Dacă această expansiune trebuie să aibă loc împotriva unei presiuni externe (de exemplu împotriva presiunii atmosferice), substanța funcționează asupra mediului. Cantitatea suplimentară de energie necesară pentru acest volum de lucru sau deplasare este produsul creșterii presiunii și volumului ( p · Δ V ).

Suma celor două contribuții dă căldura vaporizării. Mai precis, se vorbește aici despre entalpia vaporizării. Termenul de entalpie subliniază faptul că sunt luați în considerare și factori externi, cum ar fi presiunea ambiantă, presiunea fiind considerată constantă. Entalpia evaporării este, prin urmare, căldura izobarică a evaporării.

Interesant este că entalpia vaporizării de multe ori nu depinde de presiune. La o presiune mai mare există o creștere a volumului corespunzător mai mică, astfel încât volumul de lucru nu se schimbă efectiv. Lucrările de separare sunt, de asemenea, greu dependente de presiune. La presiuni foarte mari, totuși, entalpia evaporării scade și, în cele din urmă, devine chiar zero în punctul critic. Când se evaporă chiar sub punctul critic, diferența dintre faza lichidă și cea gazoasă este deja destul de mică. Deasupra punctului critic (în starea supercritică) nu mai este posibilă diferențierea între fazele lichide și cele gazoase.

În plus, entalpia evaporării depinde de temperatură. De exemplu, este de 45,0 kJ/mol pentru apă la 0 ° C, dar doar 40,7 kJ/mol la 100 ° C. Acest lucru se datorează faptului că distanța medie dintre molecule este deja ușor crescută la o temperatură mai mare. Când se apropie de așa-numitul punct critic, entalpia vaporizării dispare chiar complet.

Întrebări și comentarii de la cititori

Sunt doar confuz: frigul de evaporare sau căldura de evaporare, până acum știam doar frigul prin evaporare, dar acum am citit un raport care spune că punerea unei cârpe umede pe un câine supraîncălzit ar genera căldură prin evaporare. Este adevărat sau există de fapt mai multă acumulare de căldură, deoarece pânza împiedică transportul căldurii departe de câine?

Pânza umedă răcește câinele, deoarece evaporarea apei consumă căldură, creând efectiv frig. Atâta timp cât cârpa este umedă, acest efect de răcire depășește în mod clar efectul de izolare menționat.

Cred că răcirea prin evaporare și căldura prin evaporare sunt aceleași, depinde de modul în care îl privești. Căldura evaporării este energia pe care câinele supraîncălzit o dă pe cârpa umedă, evaporarea rece este răcirea pe care cârpa o dă câinelui.

Cât de multă căldură se disipează când se evaporă în jur de 4 litri pe metru pătrat de apă dintr-o pajiște pe zi? Câți litri de apă se evaporă un copac pe zi când are acces la apă?

Evaporarea a 4 litri de apă necesită aproximativ 10 MJ sau 2,8 kWh. Un copac mare se poate evapora sute de litri pe zi. Aceasta corespunde unei capacități de răcire de zeci de kilowați.

Mulțumesc, dar temperatura nu crește până la 100 de grade pentru a se evapora, atunci nu ar fi necesară atât de multă energie pentru a evapora apa sau căldura este disipată mai puțin prin evaporare. Câtă căldură (energie) este disipată în deșert (40. 60 grade Celsius) când 1 litru de apă se evaporă?

Deși temperatura nu crește de fapt la 100 ° C, cantitatea specificată de căldură (0,68 kWh/kg la 20 ° C) este necesară pentru evaporare (puțin mai puțin la temperaturi mai ridicate). Nu este căldură sensibilă, măsurată în grade Celsius, ci așa-numita căldură latentă.

Am făcut următoarea măsurare cu un dezumidificator: consum electric 2,35 kWh (în 10,38 ore), apa de condensare cântărită: 2,417 kg. Condensarea apei necesită (vezi mai sus) 0,68 kWh/kg, adică 1,643 kWh.

Are aerul din cameră acum doar „încălzit” cu 0,68 kWh?

Nu, căldura degajată în cameră este de 0,68 kWh pe litru de apă de condens (căldura de condensare) plus consumul de energie electrică de 2,35 kWh/2,417 = 0,97 kWh, adică un total de 1,65 kWh.

Deci, dacă cineva dorește să răcească clima, atunci ar trebui să irige zonele de secetă și să piardă fără sare pentru a disipa căldura, astfel încât să se poată forma nori de răcire climatică. De ce politicienii - și climatologii nu primesc această idee?

Contra întrebare: De unde doriți să obțineți cantități mari de apă fără sare în zonele de secetă? Nu este problema acolo că nu există suficientă apă?

Aici puteți sugera întrebări și comentarii pentru publicare și răspuns. Autorul RP-Energie-Lexikon va decide acceptarea conform anumitor criterii. În esență, ideea este că problema prezintă un interes larg.

Dacă primiți ajutor aici, s-ar putea să doriți să vă întoarceți favoarea cu o donație cu care susțineți dezvoltarea în continuare a dicționarului energetic.

Protecția datelor: Vă rugăm să nu introduceți aici date personale. Nu le-am publica oricum și le-am șterge în curând. Consultați și politica noastră de confidențialitate.

Dacă doriți feedback personal sau sfaturi din partea autorului, vă rugăm să îi scrieți prin e-mail.

Prin trimiterea vă dați consimțământul de a publica intrările dvs. aici în conformitate cu regulile noastre.

Dacă vă place acest site web, vă rugăm să informați prietenii și colegii - e. B. prin intermediul rețelelor sociale făcând clic aici:

Aceste butoane de partajare sunt configurate într-o manieră prietenoasă pentru protecția datelor!

Cod pentru linkuri de pe alte site-uri web

Dacă doriți să plasați un link către acest articol în altă parte (de exemplu, pe site-ul dvs., pe rețelele sociale, pe forumurile de discuții sau pe Wikipedia), puteți găsi codul aici. Astfel de legături pot fi B. să fie foarte util pentru explicații de cuvinte.

Link HTML către acest articol:

Cu o imagine de previzualizare (vezi caseta direct deasupra):

Dacă credeți că este potrivit să puneți un link pe Wikipedia, de ex. B. sub „== Weblinks ==”:

Încălzirea cu gheață?

Este încălzitorul de stocare a gheții un tip nou, inteligent de încălzire solară?
Cum trebuie evaluat încălzitorul de stocare a gheții în comparație cu alte sisteme de încălzire cu pompă de căldură?
În ce condiții funcționează cel mai bine?

Citiți articolul nostru despre încălzirea cu acumulator de gheață. Explicăm principiul funcțional într-un mod ușor de înțeles, comparăm această abordare în mod adecvat cu alte opțiuni de încălzire și discutăm un exemplu în detaliu, de asemenea, cu cifre specifice.