Энтальпия жидкостей и газов.
Теплота, содержащаяся в жидкости при температуре кипения, называется ее энтальпией.
Скрытой теплотой парообразования (энтальпия пара) называется количество тепловой энергии, необходимой для перехода (вскипания) одного кг кипящей жидкости в пар при данном давлении. Очевидно, что жидкость должна быть нагрета предварительно до температуры кипения. Чем выше температура кипения, тем выше энтальпия воды и ниже энтальпия пара. Полная энтальпия насыщенного пара (или теплота в насыщенном паре) равна сумме вышеназванных значений теплоты в жидкости и в паре.
Энтальпия I – это полная энергия рабочего тела в открытой системе, определяемая термодинамическим состоянием тела. Энтальпия является расчетным параметром тела.
Удельная энтальпия i – отношение энтальпии I к массе тела.
i=u+pv,
где i – энтальпия, Дж/кг, u – внутр.энергия, Дж/кг, p – абсолютн.давление, Па, v – удельный объем, м3/кг.
Диаграмма цикла паровой компрессионной холодильной машины (I-p).
Термодинамические свойства хладагента обычно представляют с помощью диаграммы «давление-энтальпия», т. е. графика функции логарифма давления от энтальпии. Свойства хладагента являются параметрами этой функции. Основные обозначения на этом рисунке:
Сплошная линия изображает насыщенную жидкость, двойная линия — насыщенный пар. Вместо давления может быть использована температура насыщения. Эти две линии пересекаются в критической точке, отмеченной на рисунке кружочком. Разность энтальпий на этих двух линиях при данном давлении является скрытой теплотой парообразования.
Область слева от черной линии соответствует переохлажденной жидкости, а область справа от двойной черной линии — перегретому пару. Между ними находится область, соответствующая смеси насыщенной жидкости и пара.
Линии равной концентрации проходят через точки, в которых концентрация пара в смеси жидкость-пар одна и та же. Изотермы проходят через точки с одинаковой температурой переохлажденной жидкости или перегретого пара. Изэнтропы отображают процессы, проходящие без теплообмена с окружающей средой, например, сжатие хладагента. Иногда на диаграммах изображают изохоры (линии постоянного объема).
Кривые постоянного паросодержания, идущие сверху вниз через центр диаграммы и примерно параллельно кривым насыщенной жидкости, показывают массовую долю (в %) пара смеси. Например, в любой точке на кривой постоянного паросодержания, которая ближе всего расположена к кривой насыщенной жидкости, массовая доля пара в парожидкостной смеси 10%. В любой точке постоянного паросодержания, ближе всего расположенной к кривой насыщенного пара, массовая доля пара в парожидкостной смеси составляет 90%.
Закон парциального давления, температура точки росы.
Закон Дальтона гласит, что в любой механической смеси газа и пара (которые не соединяются химическим путем) каждый газ или пар в смеси создает свое парциальное давление, равное давлению, которое бы он создавал, занимая весь объем. Общее давление смеси газов равно сумме парциальных давлений каждого из газов, входящих в смесь. Если через P1, P2, P3..... обозначить парциальные давления различных компонентов смеси, то полное давление Pпол выражается как: Pпол = P1+ P2+ P3......
Точкой росы при данном давлении называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Другими словами, это температура термодинамического равновесия вода/водяной пар в данном газе.
Значения точки росы в градусах °C для ряда ситуаций определяют с помощью пращевого психрометра и специальных таблиц.
Температура точки росы -Температура насыщения водяного пара в атмосфере. Влага конденсируется в атмосфере (туман) и на поверхностях (роса), которые холоднее, чем температура точки росы. Температура насыщения в атмосфере зависит от парциального давления водяного пара в смеси, а не атмосферного давления. Следовательно, при увеличении массы водяного пара в атмосфере, ее парциальное давление и температура насыщения также увеличиваются.