Топлина на изпарение и топлина на конденз

Определение: количеството топлина, което е необходимо за изпаряване на първоначално течно вещество или което се отделя отново, когато се кондензира

Английски: топлина от изпарение, топлина от конденз

Оригинално създаване: 8 ноември 2014 г .; последна промяна: 07.09.2020

Топлината на изпаряване е количеството топлина, необходимо за изпаряване на първоначално течно вещество, т.е. H. да се доведе от течността до газообразно състояние чрез кипене или изпаряване. По-точно, има предвид само тази част от топлината, която е необходима за промяната на физическото състояние, а не за повишаване на температурата. Така че е латентна топлина. Голяма част от енергията, необходима за работата на парен котел, идва от топлината на изпаряване.

Когато полученият газ след това се кондензира (втечнява) отново, се отделя точно същото количество енергия като топлина, която трябва да се използва за изпаряване. Количеството топлина на кондензация съответства точно на топлината на изпаряване.

Често се говори за специфичната топлина на изпаряване или кондензация; това е количеството топлина, необходимо или отделено, разделено на количеството на веществото, което обикновено се дава като маса или понякога обем. Съществува и моларната топлина на изпаряване, която е свързана с един мол вещество. Следователно има различни единици като MJ/kg (мегаджаули на килограм), MJ/m 3 (мегаджаули на кубичен метър), kWh/kg и kJ/mol (килоджаули на мол).

Изпаряване, т.е. изпаряване в горната фаза на друго вещество (например въздух), също може да се случи, ако течността не се доставя от топлина отвън. След това топлината на изпарение се взема от самата течност и газа над нея. Следователно има съответно охлаждане, което също се нарича охлаждане с изпарение. Този ефект се използва например в мокри охладителни кули.

Топлина на изпаряване на водата

В енергийните технологии особено често трябва да се прави с топлината на изпаряване на водата. Тя възлиза на z. Б. при 100 ° C (т.е. при кипене при нормално налягане) 40,7 kJ/mol или 2,26 MJ/kg = 0,63 kWh/kg. При 20 ° C (напр. Изпаряване при стайна температура) е малко повече: 44,2 kJ/mol или 2,46 MJ/kg = 0,68 kWh/kg.

В сравнение с много други течности, водата има особено висока специфична енталпия на изпаряване. Това се дължи главно на относително силните сили на привличане между силно полярните водни молекули. Освен това водните молекули са доста леки, така че 1 кг вода съдържа особено голям брой молекули.

Микроскопско обяснение на топлината на изпаряване; Енталпия на изпарение

Физическата причина, поради която изпарението изисква снабдяване с енергия, може да се обясни микроскопски чрез два различни приноса:

Отделните атоми или молекули са близо един до друг, докато веществото е все още течно. Тук се случва взаимно привличане. За да се разделят атомите или молекулите един от друг, трябва да се направи така наречената сепарационна работа срещу тези атрактивни сили. Това увеличава вътрешната енергия.
Като правило обемът на веществото се увеличава много рязко по време на изпаряване. Ако това разширение трябва да се осъществи срещу външно налягане (например срещу атмосферно налягане), веществото действа върху околната среда. Допълнителното количество енергия, необходимо за тази обемна работа или преместване, е продукт на увеличаване на налягането и обема ( p · Δ V ).

Сумата от двата приноса дава топлината на изпаряване. По-точно тук се говори за енталпия на изпаряване. Терминът енталпия подчертава, че се вземат предвид и външни фактори като околното налягане, като налягането се приема за постоянно. Следователно енталпията на изпарението е изобарна топлина на изпаряване.

Интересното е, че енталпията на изпаряване често едва ли зависи от налягането. При по-високо налягане има съответно по-малко увеличение на обема, така че работата на обема почти не се променя. Работата по разделяне също едва ли зависи от натиска. При много високи налягания обаче енталпията на изпарението намалява и в крайна сметка дори става нула в критичната точка. Когато се изпарява точно под критичната точка, разликата между течната и газообразната фаза вече е доста малка. Над критичната точка (в свръхкритичното състояние) вече не е възможно да се прави разлика между течна и газообразна фаза.

Освен това енталпията на изпарението зависи от температурата. Например, тя е 45,0 kJ/mol за вода при 0 ° C, но само 40,7 kJ/mol за 100 ° C. Това е така, защото средното разстояние между молекулите вече е леко увеличено при по-висока температура. При приближаване до така наречената критична точка енталпията на изпаряване дори изчезва напълно.

Въпроси и коментари от читатели

Просто съм объркан: изпарение студено или изпаряване топлина, досега знаех само изпаряващ се студ, но сега прочетох доклад, който казва, че поставянето на мокра кърпа върху прегрято куче би генерирало изпарителна топлина. Вярно ли е, или всъщност има натрупване на топлина, защото кърпата предотвратява транспортирането на топлината от кучето?

Мократа кърпа охлажда кучето, тъй като изпарението на водата консумира топлина, ефективно създавайки студ. Докато платът е мокър, този охлаждащ ефект явно надхвърля гореспоменатия изолационен ефект.

Мисля, че изпарението студено и изпаряването са еднакви, зависи от това как гледате на него. Изпарената топлина е енергията, която прегрялото куче отделя на мократа кърпа, студеното изпарение е охлаждането, което кърпата дава на кучето.

Колко топлина се разсейва, когато около 4 литра на квадратен метър вода се изпаряват от ливада всеки ден? Колко литра вода изпарява едно дърво на ден, когато има достъп до вода?

Изпаряването на 4 литра вода изисква приблизително 10 MJ или 2,8 kWh. Едно голямо дърво може да се изпари стотици литри на ден. Това съответства на охлаждащ капацитет от десетки киловати.

Благодаря ви, но температурата не достига до 100 градуса, за да се изпари, тогава не трябва да се изисква толкова много енергия, за да се изпари водата или по-малко топлина се разсейва през изпарението. Колко топлина (енергия) се разсейва в пустинята (40. 60 градуса по Целзий), когато 1 литър вода се изпари?

Въпреки че в действителност температурата не се повишава до 100 ° C, определеното количество топлина (0,68 kWh/kg при 20 ° C) е необходимо за изпаряване (малко по-малко при по-високи температури). Това не е разумна топлина, измерена в градуси по Целзий, а така наречената латентна топлина.

Направих следното измерване с влагоуловител: консумация на електроенергия 2,35 kWh (за 10,38 часа), тегло на кондензна вода: 2,417 кг. Кондензацията на вода изисква (виж по-горе) 0,68 kWh/kg, т.е. 1,643 kWh.

Сега въздухът в стаята само „затоплен“ ли е с 0,68 kWh?

Не, отделената топлина в помещението е 0,68 kWh на литър кондензна вода (кондензационната топлина) плюс консумацията на електроенергия от 2,35 kWh/2,417 = 0,97 kWh, т.е. общо 1,65 kWh.

Така че, ако някой иска да охлади климата, тогава ще трябва да напоява суши и пустини без сол, за да разсейва топлината, така че да могат да се образуват охлаждащи климата облаци. Защо политиците - и климатолозите не разбират тази идея?

Контра въпрос: Откъде искате да получите големи количества безсолна вода в районите за суша? Не е ли проблемът там, че няма достатъчно вода?

Тук можете да предложите въпроси и коментари за публикуване и отговор. Авторът на RP-Energie-Lexikon ще вземе решение за приемането според определени критерии. По същество въпросът е, че въпросът е от широк интерес.

Ако получите помощ тук, може да искате да върнете услугата с дарение, с което подкрепяте по-нататъшното развитие на енергийния речник.

Защита на данните: Моля, не въвеждайте тук никакви лични данни. И без това не бихме ги публикували и скоро щяхме да ги изтрием. Вижте и нашата политика за поверителност.

Ако искате лична обратна връзка или съвет от автора, моля, пишете му по имейл.

С изпращането си давате съгласието си да публикувате вашите записи тук в съответствие с нашите правила.

Ако харесвате този уебсайт, моля, уведомете вашите приятели и колеги - д. Б. чрез социалните медии, като кликнете тук:

Тези бутони за споделяне са настроени по начин, удобен за защита на данните!

Код за връзки на други уебсайтове

Ако искате да публикувате връзка към тази статия другаде (например на вашия уебсайт, социални медии, дискусионни форуми или в Уикипедия), можете да намерите кода тук. Такива връзки могат да бъдат Б. бъдете много полезни за обяснения на думи.

HTML връзка към тази статия:

С изображение за предварителен преглед (вижте полето точно над това):

Ако смятате за подходящо да поставите линк в Уикипедия, напр. Б. под "== Уеб връзки ==":

Отопление с лед?

Дали нагревателят за съхранение на лед е нов, интелигентен тип слънчево отопление?
Как се оценява нагревателят за съхранение на лед в сравнение с други отоплителни системи с термопомпа?
При какви условия това работи най-добре?

Прочетете нашата статия за отопление на лед. Ние обясняваме функционалния принцип по разбираем начин, сравняваме този подход по подходящ начин с други опции за отопление и обсъждаме подробно пример, също със специфични фигури.