Specifieke enthalpie: 25 interessante feiten om te weten

by

Content

Specifiek Enthalpy-definitie

Specifieke enthalpie is de maat van de totale energie van een eenheidsmassa. Het wordt gedefinieerd als de som van specifieke interne energie- en stroomwerkzaamheden over de grens van het systeem.

Eenheden van Specifiek Enthalpie

De eenheid van specifieke enthalpie (h) is kJ / kg.

Specifieke enthalpie-vergelijking

De vergelijking van specifieke enthalpie is

h = u + Pv

Waar,

h = Specifieke enthalpie  

u = specifieke interne energie

P = Druk van het systeem

v = Specifiek volume van het systeem

Specifieke Enthalpy-formule

h = u + Pv

h = cp (dT)

Waar,

cp= specifieke warmtecapaciteit

dT = temperatuurverschil

Specifiek Enthalpie van droge lucht

Het wordt gedefinieerd als het product van de specifieke warmtecapaciteit van lucht bij constante druk en droge boltemperatuur

h = cp (T)

Cp: Specifieke luchtwarmte bij constante druk

Cpaar) : 1.005 kJ / kg-K

T: droge boltemperatuur

Specifiek Enthalpie van ethanol

De specifieke enthalpie van ethanol (C.2H5OH) is 2.46 J / g ℃

Specifiek Enthalpie van water bij verschillende temperaturen

Specifieke enthalpie van water (hwater) wordt gegeven door het product van de specifieke warmtecapaciteit van water Cwater en de temperatuur. Bij omgevingsomstandigheden (druk 1 bar) kookt water bij 100 ℃ en de specifieke enthalpie van water is 418 KJ / Kg.

Cwater = 4.18 kJ / kg K

Specifieke enthalpie van vloeibaar water bij atmosferische druk onder omstandigheden en verschillende temperaturen is hieronder geïllustreerd:

specifieke enthalpie
Fig 1: specifieke enthalpie van vloeibaar water versus temperatuur

Bevattenlpy vergelijking soortelijke warmte

Enthalpie wordt gedefinieerd als de totale energie-inhoud van een systeem. Het wordt uitgedrukt als product van massa, soortelijke warmte en verandering in temperatuur van het systeem.

H = m Cp (Tf - Ti)

Waar,

H = enthalpie

Cp = soortelijke warmtecapaciteit bij constante druk

m = massa van het systeem

Ti = Begintemperatuur

Tf = eindtemperatuur

Specifiek Enthalpie van lucht

Het wordt gedefinieerd als de optelling van de specifieke enthalpie van droge lucht en de specifieke enthalpie van vochtige lucht.

h = 1.005 * t + ω (2500 + 1.88 t)

h = enthalpie van vochtige lucht kJ / kg

t = Droge bol temperatuur in ℃

ω = specifieke vochtigheid of vochtigheidsverhouding in kg / kg droge lucht

Specifieke vochtigheid wordt gedefinieerd als de verhouding van de massa waterdamp per kg droge lucht in een bepaald volume en een bepaalde temperatuur.

Specifieke enthalpie van de luchttafel

Variatie van thermodynamische eigenschappen van lucht met betrekking tot temperatuur bij atmosferische druk zijn hieronder gegeven.

Screenshot 2021 05 11 om 6.54.19 uur
Fig 2: thermodynamische eigenschap van vloeibaar gas (afbeelding credit:thermopedie)

Specifiek Enthalpie van vloeibaar water

Een fasediagram van water uitgezet tussen temperatuur en specifieke entropie illustreert de enthalpie van water in een andere toestand.

Verzadigde droge stoomcurve scheidt oververhitte stoom van het natte stoomgebied, en verzadigde vloeistofcurve scheidt ondergekoelde vloeistof van het natte stoomgebied.

Het punt waar zowel de verzadigde damp- als de verzadigde vloeistofcurve samenkomen, staat bekend als het kritieke punt. Op dit punt verdampt water direct tot damp.

Opmerking: op een kritiek punt is de latente verdampingswarmte gelijk aan nul.

Op een kritiek punt is de vrijheidsgraad nul.

  • Kritische puntdruk voor water is 221.2 bar
  • De kritische temperatuur van het water is 374 ℃
  • De lijn 1-2-3-4-5 vertegenwoordigt een lijn met constante druk.
TS DIA 1
Fig 3: Weergave van fasediagram op TS-curve

Onderkoeling: het is het proces van het verlagen van de temperatuur bij constante druk onder de verzadigde vloeistof.

De specifieke enthalpie van vloeibaar water is het verschil tussen de enthalpie van water bij de verzadigde vloeistofleiding (2) en de specifieke enthalpie van water in het onderkoelde gebied (1). Eenheid van specifieke enthalpie (h) is kJ / kg.

h1 =h2 - c p (vloeistof) (T2 - T1)

Waar,

h1 = enthalpie van water in een subkoel gebied

h2 of hf = enthalpie van water bij verzadigde vloeistofcurve

Cp (vloeistof) = 4.18 kJ / kg (specifieke warmtecapaciteit van water)

T2 = Temperatuur van vloeistof op verzadigingspunt

T1 = Temperatuur van vloeistof in subkoel gebied  

Specifieke enthalpie van stDat was ik

Specifieke enthalpie van de stoom op een willekeurig punt (3) in het natte gebied wordt gegeven door de som van de specifieke enthalpie bij de verzadigingsvloeistofcurve bij constante druk en het product van de droogheidsfractie en het verschil in enthalpie bij de verzadigingsvloeistofcurve en de verzadigingsdampcurve als dezelfde constante druk.

h3 =hf + X (hfg)

h3 = specifieke enthalpie van stoom in nat gebied

hg = specifieke enthalpie van stoom bij verzadigingsdampleiding

hf = specifieke enthalpie van stoom bij verzadigingsvloeistofleiding

hfg =hg - hf

Natte regio: het is het mengsel van vloeibaar water en waterdamp

Droogheidsfractie (X): wordt gedefinieerd als de verhouding van de massa waterdamp tot de totale massa van het mengsel. De waarde van de droogheidsfractie is nul voor verzadigde vloeistof en 1 voor verzadigde damp.

X = mv/ (mv+ml)

Waar mv = massa damp

        ml = massa vloeistof

Specifieke enthalpie van oververhitte stoom

Superverwarming: het is een proces waarbij de temperatuur bij constante druk boven de verzadigde damplijn wordt verhoogd.

h5 =h4 +cp (damp) (T5 - T4)

Waar,

h5 = specifieke enthalpie van stoom in oververhitte toestand.

h4 = specifieke enthalpie bij verzadigingsdampcurve.

Cp = warmtecapaciteit bij constante druk

T4 = Temperatuur op punt 4

T5 = Temperatuur op punt 5

Specifiek Enthalpie uitn stoomtafel

Stoomtafel bevat thermodynamische gegevens over de eigenschappen van water of stoom. Het wordt voornamelijk gebruikt door de thermische ingenieurs voor het ontwerpen van warmtewisselaars.

Enkele veelgebruikte waarden op de stoomtabel zijn hieronder weergegeven.

Screenshot 2021 05 10 om 9.29.28 uur
Op druk gebaseerde verzadigde stoomtafel (afbeelding tegoed: www.tlv.com)

Enthalpie en specifieke enthalpie

Enthalpie (H): vertegenwoordigt de totale warmte-inhoud van het systeem.

De wiskundige uitdrukking is

H = U + PV

H = Enthalpie van het systeem

U = interne energie van het systeem

P = druk

V = inhoud

Verandering van enthalpie (dH) wordt gedefinieerd als het product van massa, specifieke warmtecapaciteit bij constante druk en temperatuurverschil tussen twee toestanden.

dH = mCp(dT)

m = massa van het systeem

Cp = warmtecapaciteit van vloeistof

dT = verandering in temperatuur

SI-eenheid van enthalpie is kJ

Specifieke Enthalpy en warmtecapaciteit

Specifieke enthalpie (h) wordt gedefinieerd als de optelling van specifiek intern energie- en stroomwerk.

De wiskundige uitdrukking wordt gegeven door

h = u + Pv

u = specifieke interne energie

Pv = stroomwerk

SI-eenheid van specifieke enthalpie kJ / kg

Specifieke warmtecapaciteit (Cp) van water wordt gedefinieerd als de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van 1 kg water met 1 K te verhogen. Voor ex is de specifieke warmtecapaciteit van water 4184 J / kg-K.

cp = specifieke warmtecapaciteit.

SI-eenheid van specifieke warmtecapaciteit is kJ / kg-K.

Specifieke verbrandingsenthalpie

Het wordt gedefinieerd als de enthalpie-verandering wanneer een stof onder standaardomstandigheden krachtig reageert met zuurstof. Het wordt ook wel "verbrandingswarmte" genoemd. De verbrandingsenthalpie van benzine is 47 kJ / g en die van diesel is 45 kJ / g.

Specifieke Enthalpie van verdamping

Het wordt gedefinieerd als de hoeveelheid energie die moet worden toegevoegd aan 1 kg vloeibare stof om deze volledig in gas om te zetten. De enthalpie van verdamping/verdamping wordt ook wel latent genoemd warmte van verdamping.

Specifieke enthalpie van evaporatie van stoom

De warmte-energie die het water met een druk van 5 bar nodig heeft om het in stoom om te zetten, is in wezen minder dan de warmte die nodig is onder atmosferische omstandigheden. Met de toename van de stoomdruk neemt de specifieke enthalpie van de stoomverdamping af.

Specifiek Enthalpie van vochtig lucht

Specifieke enthalpie van vochtige lucht wordt gegeven door

h = 1.005 * t + ω (2500 + 1.88 t)

h = enthalpie van vochtige lucht kJ / kg

t = Droge bol temperatuur in ℃

ω = specifieke vochtigheid of vochtigheidsverhouding in kg / kg droge lucht

Specifieke vochtigheid (ω) wordt gedefinieerd als de verhouding van de massa waterdamp per kg droge lucht in een bepaald volume en een bepaalde temperatuur.

Specific enthalpie van verzadigde stoom

De specifieke enthalpie van een verzadigde stoom bij overeenkomstige temperatuur en druk is 2256.5 kJ / kg. Het wordt vertegenwoordigd door hg.

Specifieke enthalpie van verzadigd water

De specifieke enthalpie van verzadigd water bij standaard atmosferische omstandigheden is 419 kJ / kg. Het wordt over het algemeen weergegeven door hf.

Specifieke enthalpie van waterdamp

Bij standaard atmosferische omstandigheden, dwz 1 bar druk, begint water te koken bij 373.15K. De specifieke enthalpie (hf) waterdamp in verzadigde toestand is 419 kJ / kg.

Absoluut specifieke enthalpie

De enthalpie van het systeem wordt gemeten van de totale energie in het systeem. Het kan niet in absolute waarde worden gemeten, omdat het afhangt van de verandering in temperatuur van het systeem en alleen kan worden gemeten als de verandering in enthalpie. Voor ideaal gas is specifieke enthalpie alleen de functie van temperatuur.

Acrylzuur-specifieke enthalpie

Acrylzuur wordt in veel industriële producten gebruikt als grondstof voor Acrylic Easter. Het wordt ook gebruikt bij de productie van polyacrylaten. De specifieke enthalpie van vorming van acrylzuur ligt in het bereik van -321 ± 3 kJ / mol.

FAQ / korte opmerkingen

1. Specifieke enthalpie van helium:

De soortelijke warmte van helium is 3.193 J / g K. Latente verdampingswarmte van helium is 0.0845 kJ / mol.

Verdampingswarmte van helium

specifieke enthalpie
Fig 5: De hitte van verdamping van helium (Afbeelding tegoed: onze medewerkers)

2. Kan een specifieke enthalpie negatief zijn?

Ja, de enthalpie van ethanolvorming is negatief. Enthalpie van vorming wordt gedefinieerd als de energie die tijdens de reactie wordt verwijderd om onder standaardomstandigheden een verbinding uit elementen te vormen. Hoe hoger negatief de vormingsenthalpie, hoe stabieler de verbindingen worden gevormd.

3. Specifieke enthalpie versus specifieke warmtecapaciteit

Specifieke enthalpie is de totale energie van een eenheidsmassa of gedefinieerd als de som van specifieke interne energie en werk dat over de grens van het systeem wordt gedaan.

Specifieke warmtecapaciteit wordt gedefinieerd als de warmte die nodig is om de temperatuur van 1 kg water met 1 K te verhogen.

4. Specifieke enthalpie versus soortelijke warmte

De warmte-interactie per massa-eenheid bij constante druk (isobaar proces) staat bekend als specifieke enthalpie.

5. Luchtspecifieke enthalpie versus temperatuur

Specifieke enthalpie van lucht wordt gedefinieerd als het product van warmtecapaciteit van lucht bij constante druk en temperatuurverandering, terwijl de temperatuur een intensieve eigenschap is van het systeem op grond waarvan warmteoverdracht plaatsvindt.

6. massa enthaply versus specifieke enthalpie

Massa-enthalpie of enthalpie wordt gedefinieerd als de totale energie-inhoud van het systeem. De eenheid is kJ. Specifieke enthalpie wordt gedefinieerd als de totale energie-inhoud van het systeem per massa-eenheid. De eenheid is kJ / kg.

7. verschil tussen enthalpie en entropie

Enthalpie wordt gedefinieerd als de totale warmte-inhoud van het systeem, waarbij de entropie wordt gedefinieerd als de totale willekeur van het systeem.

8. Waarom begint de specifieke stoomenthalpie op stoomtafels af te nemen na ongeveer 31 bar?

De vloeistof- en dampfase van een stof zijn niet van elkaar te onderscheiden. Als we de interne energie van de stoom beschouwen, zou deze met enthalpie moeten afnemen, maar omdat de willekeurige trilling van moleculen wordt gehinderd door andere moleculen als gevolg van een toename van de druk. M wat resulteert in een afname van het specifieke volume, waardoor de interne energie afneemt. Aangezien de specifieke enthalpie wordt gedefinieerd als de som van specifieke interne energie- en stromingswerkzaamheden op de grens van het systeem, is de specifieke enthalpie neemt ook af.

Zie dit voor meer onderwerpen over werktuigbouwkunde link.