Enthalpie(aus dem Griechischen. Enthalpie- I Wärme) ist eine Eigenschaft eines Stoffes, die angibt, wie viel Energie in Wärme umgewandelt werden kann.

Enthalpie- Das thermodynamische Eigenschaft eine Substanz, die das Energieniveau angibt, das in ihrer molekularen Struktur gespeichert ist. Das bedeutet, dass Materie zwar Energie basierend auf Temperatur und Druck haben kann, aber nicht alles davon in Wärme umgewandelt werden kann. Ein Teil der inneren Energie verbleibt immer in der Substanz und hält diese aufrecht. molekulare Struktur. Ein Teil der kinetischen Energie eines Stoffes ist nicht verfügbar, wenn sich seine Temperatur der Temperatur nähert Umfeld. Somit, Enthalpie ist die Energiemenge, die bei einer gegebenen Temperatur und einem gegebenen Druck zur Umwandlung in Wärme zur Verfügung steht.

Die Einheiten der Enthalpie sind BTU oder Joule für Energie und Btu/lbm oder J/kg für spezifische Energie.

Enthalpiebetrag

Die Menge der Enthalpie eines Stoffes basiert auf seiner gegebenen Temperatur.

Gegebene Temperatur ist der von Wissenschaftlern und Ingenieuren als Berechnungsgrundlage gewählte Wert. Das ist die Temperatur, bei der die Enthalpie eines Stoffes null ist J. Mit anderen Worten, der Stoff hat keine verfügbare Energie, die in Wärme umgewandelt werden kann. Diese Temperatur bei verschiedene Substanzen anders. Beispielsweise ist eine gegebene Wassertemperatur der Tripelpunkt (0 °C), Stickstoff –150 °C und Methan- und Ethan-Kältemittel –40 °C.

Wenn die Temperatur einer Substanz über ihrer gegebenen Temperatur liegt oder bei einer gegebenen Temperatur ihren Zustand in gasförmig ändert, wird die Enthalpie ausgedrückt als positive Zahl. Umgekehrt wird bei einer Temperatur unterhalb einer bestimmten Enthalpie eines Stoffes als negative Zahl ausgedrückt. Enthalpie wird in Berechnungen verwendet, um die Differenz der Energieniveaus zwischen zwei Zuständen zu bestimmen. Dies ist notwendig, um die Ausrüstung einzurichten und den Koeffizienten zu bestimmen nützliche Aktion Prozess.

Enthalpie wird oft als Gesamtenergie eines Stoffes definiert, da sie gleich der Summe seiner inneren Energie (u) in ist gegebener Zustand zusammen mit seiner Fähigkeit, die Arbeit zu erledigen ( pv ). Aber in Wirklichkeit gibt die Enthalpie nicht die Gesamtenergie einer Substanz bei einer bestimmten Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (-273 °C) an. Anstatt die Enthalpie als die Gesamtwärme einer Substanz zu definieren, ist es daher genauer, sie als zu definieren gesamt verfügbare Energie eines Stoffes, die in Wärme umgewandelt werden kann.

H=U+pV ,

wo v ist das Volumen des Systems. Volles Differenzial Enthalpie hat die Form:

dH = TdS + Vdp

Bei der Arbeit mit Berechnungen, Berechnungen und Vorhersagen verschiedener Phänomene im Zusammenhang mit der Wärmetechnik ist jeder mit dem Konzept der Enthalpie konfrontiert. Aber für Menschen, deren Fachgebiet sich nicht mit thermischer Energietechnik beschäftigt oder die solchen Begriffen nur oberflächlich begegnen, wird das Wort „Enthalpie“ Angst und Schrecken einflößen. Mal sehen, ob wirklich alles so gruselig und unverständlich ist?

Vereinfacht ausgedrückt bezeichnet der Begriff Enthalpie die Energie, die bei einem bestimmten konstanten Druck zur Umwandlung in Wärme zur Verfügung steht. Der Begriff Enthalpie bedeutet im Griechischen „ich erwärme“. Das heißt, eine Formel, die die elementare Summe enthält innere Energie und die verrichtete Arbeit heißt Enthalpie. Dieser Wert wird mit dem Buchstaben i bezeichnet.

Wenn wir das oben schreiben physikalische Quantitäten, konvertieren und leiten Sie die Formel ab, Sie erhalten i = u + pv (wobei u die innere Energie ist; p, u sind der Druck und das spezifische Volumen des Arbeitsmediums in demselben Zustand, für den der innere Energiewert genommen wird). Die Enthalpie ist eine additive Funktion, d. h. die Enthalpie des gesamten Systems ist gleich der Summe aller seiner Bestandteile.

Der Begriff „Enthalpie“ ist komplex und vielschichtig.

Aber wenn Sie versuchen, es zu verstehen, wird alles sehr einfach und klar ablaufen.

• Zunächst ist es wichtig zu wissen, was Enthalpie ist, um zu verstehen, was sie ist allgemeine Definition, was wir taten.
• Zweitens lohnt es sich, den Mechanismus für das Auftreten dieser physikalischen Einheit zu finden, um zu verstehen, woher sie kommt.
• Drittens müssen Sie eine Verbindung zu anderen finden physikalische Einheiten die untrennbar mit ihnen verbunden sind.
• Und schließlich, viertens, müssen Sie sich die Beispiele und die Formel ansehen.

Gut, gut, der Mechanismus der Arbeit ist klar. Sie müssen nur sorgfältig lesen und verstehen. Mit dem Begriff "Enthalpie" haben wir uns bereits beschäftigt, wir haben auch seine Formel angegeben. Aber es stellt sich sofort eine andere Frage: Woher kommt diese Formel und warum wird Entropie beispielsweise mit innerer Energie und Druck in Verbindung gebracht?

Wesen und Bedeutung

Um es zu versuchen und herauszufinden physikalische Bedeutung Zum Konzept der "Enthalpie" müssen Sie den ersten Hauptsatz der Thermodynamik kennen:

Energie verschwindet nicht im Nirgendwo und entsteht nicht aus dem Nichts, sondern geht nur in gleichen Mengen von einer Form zur anderen über. Ein solches Beispiel ist die Umwandlung von Wärme (Wärmeenergie) in mechanische Energie, umgekehrt.

Wir müssen die Gleichung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik in die Form dq = du + pdv = du + pdv + vdp - vdp = d(u + pv) - vdp umwandeln. Ab hier sehen wir den Ausdruck (u + pv). Dieser Ausdruck wird Enthalpie genannt ( volle Formel oben angegeben).

Enthalpie ist auch eine Zustandsgröße, weil die Komponenten u (Spannung) und p (Druck), v (spezifisches Volumen) für jede Größe haben bestimmte Werte. Mit diesem Wissen kann der erste Hauptsatz der Thermodynamik in die Form umgeschrieben werden: dq = di - vdp.

BEIM Technische Thermodynamik Es werden Enthalpiewerte verwendet, die aus dem herkömmlich akzeptierten Nullpunkt berechnet werden. Alles absolute Werte Diese Größen sind sehr schwer zu bestimmen, da dazu alle Komponenten der inneren Energie eines Stoffes berücksichtigt werden müssen, wenn sich sein Zustand von O nach K ändert.

Die Formel und Werte der Enthalpie wurden 1909 von dem Wissenschaftler G. Kamerling-Onnes angegeben.

In dem Ausdruck i ist die spezifische Enthalpie, für die gesamte Masse des Körpers wird die Gesamtenthalpie mit dem Buchstaben I bezeichnet, entsprechend Weltsystem Einheiten Enthalpie wird in Joule pro Kilogramm gemessen und wie folgt berechnet:

Funktionen

Die Enthalpie ("E") ist eine der Hilfsfunktionen, dank derer die thermodynamische Berechnung erheblich vereinfacht werden kann. Zum Beispiel, große Menge Wärmeversorgungsprozesse in der thermischen Energietechnik (in Dampfkesseln oder Brennkammern von Gasturbinen und Strahltriebwerken, sowie in Wärmetauscher) erfolgt bei konstantem Druck. Aus diesem Grund werden Enthalpiewerte üblicherweise in Tabellen thermodynamischer Eigenschaften angegeben.

Die Enthalpieerhaltungsbedingung liegt insbesondere der Joule-Thomson-Theorie zugrunde. Oder ein Effekt, der für wichtig befunden wurde praktischer Nutzen beim Verflüssigen von Gasen. Enthalpie ist also die Gesamtenergie des ausgedehnten Systems, die die Summe aus innerer und äußerer Energie ist - potenzielle Energie Druck. Wie jeder Zustandsparameter kann die Enthalpie durch ein beliebiges Paar unabhängiger Zustandsparameter definiert werden.

Basierend auf den obigen Formeln können wir auch sagen: "E" chemische Reaktion ist gleich der Summe der Verbrennungsenthalpien Ausgangsmaterialien abzüglich der Summe der Verbrennungsenthalpien der Reaktionsprodukte.
BEIM Allgemeiner Fall Energie ändern thermodynamisches System ist nicht notwendige Bedingung um die Entropie dieses Systems zu ändern.

Hier haben wir also das Konzept der "Enthalpie" analysiert. Es ist erwähnenswert, dass „E“ untrennbar mit Entropie verbunden ist, worüber Sie später auch lesen können.

Enthalpie ist eine Eigenschaft von Materie, die angibt, wie viel Energie in Wärme umgewandelt werden kann.

Enthalpie ist eine thermodynamische Eigenschaft einer Substanz, die anzeigt Energielevel in seiner molekularen Struktur gespeichert. Das bedeutet, dass Materie zwar Energie basierend auf haben kann, aber nicht alles davon in Wärme umgewandelt werden kann. Teil der inneren Energie bleibt immer in der Materie und behält seine molekulare Struktur. Ein Teil des Stoffes ist unzugänglich, wenn sich seine Temperatur der Umgebungstemperatur nähert. Somit, Enthalpie ist die Energiemenge, die bei einer gegebenen Temperatur und einem gegebenen Druck zur Umwandlung in Wärme zur Verfügung steht. Enthalpieeinheiten- Britische thermische Einheit oder Joule für Energie und Btu/lbm oder J/kg für spezifische Energie.

Enthalpiegröße

Menge Enthalpien der Materie basierend auf seiner gegebenen Temperatur. Gegebene Temperatur ist der von Wissenschaftlern und Ingenieuren als Berechnungsgrundlage gewählte Wert. Das ist die Temperatur, bei der die Enthalpie eines Stoffes null ist J. Mit anderen Worten, der Stoff hat keine verfügbare Energie, die in Wärme umgewandelt werden kann. Diese Temperatur ist für verschiedene Substanzen unterschiedlich. Zum Beispiel ist diese Temperatur von Wasser der Tripelpunkt (0°C), Stickstoff ist -150°C und Kältemittel auf Basis von Methan und Ethan sind -40°C.

Wenn die Temperatur eines Stoffes über seiner gegebenen Temperatur liegt oder bei einer gegebenen Temperatur in den gasförmigen Zustand übergeht, wird die Enthalpie als positive Zahl ausgedrückt. Umgekehrt wird bei einer Temperatur unterhalb einer bestimmten Enthalpie eines Stoffes als negative Zahl ausgedrückt. Enthalpie wird in Berechnungen verwendet, um die Differenz der Energieniveaus zwischen zwei Zuständen zu bestimmen. Dies ist notwendig, um die Ausrüstung einzurichten und die vorteilhafte Wirkung des Prozesses zu bestimmen.

Enthalpie oft definiert als die Gesamtenergie der Materie, da es gleich der Summe seiner inneren Energie (u) in einem gegebenen Zustand ist, zusammen mit seiner Fähigkeit, Arbeit zu verrichten (pv). Aber in Wirklichkeit gibt die Enthalpie nicht die Gesamtenergie einer Substanz bei einer bestimmten Temperatur an Absoluter Nullpunkt(-273°C). Daher statt zu definieren Enthalpie als Gesamtwärme eines Stoffes, genauer definiert als die Gesamtmenge der verfügbaren Energie eines Stoffes, die in Wärme umgewandelt werden kann.
H=U+pV

Enthalpie. Dieses Elementich- dIch habe die Diagramme gewidmet separates Thema, weil für mich dieses Element unter den anderen am wenigsten verstanden wurde ( Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt und relative Luftfeuchtigkeit) und erfordert eine Analyse anderer damit verbundener Konzepte.
Duplizieren Sie das Bild aus dem vorherigen Artikel :

Ich gehe nicht weiter auf die Terminologie ein, ich sage nur, dass ich unter Luftenthalpie die Energie verstehe, die ein bestimmtes Luftvolumen in sich speichert. Diese Energie ist potentiell, dh im Gleichgewichtszustand gibt die Luft diese Energie nicht ab und nimmt sie nicht aus anderen Quellen auf.

Ich werde nicht einmal ein Beispiel geben, um meine Definition zu verdeutlichen ( obwohl ich wollte), weil es meiner Meinung nach verwirren und in die Irre führen wird.

Auf den Punkt gebracht - was ist das Wichtigste, was wir aus der Enthalpie entnehmen können? - Ich antworte - Energie ( oder die Wärmemenge), die an die Luft abgegeben werden muss, um sie zu erhitzen, oder weggenommen werden muss, um sie abzukühlen ( oder abtropfen lassen).

Zum Beispiel haben wir eine Aufgabe - zu berechnen, welche Leistung wir für eine Heizung benötigen, um im Herbst oder Frühling 1200 m3 / h auf eine Temperatur von plus 20 Grad erwärmte Außenluft zu liefern. Auslegungstemperatur Außenluft in der Übergangszeit - plus 10 Grad bei einer Enthalpie von 26,5 kJ/kg ( gemäß SP 60.13330.2012).

Die Aufgabe ist leicht gelöst. Um ein so einfaches Problem zu lösen, verwenden Sie i-d-Diagramm, müssen wir die Maßeinheiten einiger physikalischer Größen in die Verständnisebene einführen:
1) Enthalpie – Kilojoule/Kilogramm. Das ist die potentielle Energie in einem Kilogramm Luft. Hier ist alles einfach - wenn die Enthalpie 20 beträgt, bedeutet dies, dass in einem Kilogramm dieser Luft 20 Kilojoule potenzielle Wärme oder 20.000 Joule enthalten sind.
2) Die Leistung der Heizung ist Watt, aber gleichzeitig können Watt in Joule / Sekunde zerlegt werden. Das heißt, wie viel Energie kann die Heizung in einer Sekunde abgeben. Wie mehr Energie Wir können in einer Sekunde eine Heizung ausgeben, je stärker sie ist. Und hier ist alles einfach.

Also nehmen wirich- dDiagramm und legen Sie darauf einen Punkt der Außenluft. Danach zeichnen wir eine gerade Linie nach oben ( Luft wird erwärmt, ohne den Feuchtigkeitsgehalt zu verändern).

Wir bekommen einen Punktj- dDiagramm mit einer Temperatur von plus 20 Grad und einer Enthalpie von 36,5 kJ / kg. Es stellt sich die Frage - was zum Teufel sollen wir mit dieser verdammten Information anfangen?! :)

Beachten wir zunächst, dass wir alle Operationen mit einem Kilogramm Luft durchgeführt haben ( indirekt erkennt man dies an der Einheit der Enthalpie kJ/ kg ).

Zweitens hatten wir ein Kilogramm Luft mit 26,5 kJ und jetzt mit 36,5 kJ potentieller Energie. Das heißt, einem Kilogramm Luft wurden 10 kJ mitgeteilt, damit ihre Temperatur von plus 10 Grad auf plus zwanzig Grad ansteigt.

Als nächstes konvertieren wir 1200 m 3 / h in kg / s ( Kilogramm/Sekunde, weil auf der ich - d Diagramm verwendet diese Einheiten ), Multiplizieren von 1200 mit 1,25 kg / m 3 ( Ein Kubikmeter 10-Grad-Luft wiegt 1,25 Kilogramm), was uns 1500 kg/h und dann Division durch 3600 ( Achten Sie auf die Logik der Übersetzung zwischen Systemen - wir teilen durch 3600, nicht weil wir es auswendig gelernt oder auswendig gelernt haben, sondern weil wir in einer Sekunde weniger als eine Stunde Luft haben, weniger als 3600 Mal) erhalten wir insgesamt 0,417 kg/s.

Weitergehen. Wir haben festgestellt, dass 0,417 kg Luft in einer Sekunde passieren. Und wir wissen, dass jedes Kilogramm transferiert werden muss ( etwas melden) 10 kJ, um es auf eine Temperatur von plus 20 Grad aufzuheizen. Wir berichten, indem wir 0,417 kg / s mit 10 kJ / kg multiplizieren und 4,17 kJ / s erhalten ( Kilogramm abgenommen) oder 4170 J/s, was 4170 W entspricht ( von uns weiter oben im Text definiert). So bekamen wir die Kraft unserer Heizung.

Konditionierung

Die Kühlung erfolgt nach dem gleichen Prinzip, ist aber durch die Abgabe von Feuchtigkeit aus der Luft nur geringfügig aufwendiger.

Feuchtigkeitsabgabe ( Kondensat) aus Luft tritt auf, wenn die Temperatur der Luft während des Abkühlens den Taupunkt auf der Linie von 100 % relativer Luftfeuchtigkeit erreicht. In einem früheren Artikel habe ich diesen Prozess beschrieben:

Es scheint nicht kompliziert zu sein - wir kühlen die Luft mit einer Temperatur von plus 20 Grad und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % auf plus 12 Grad ( wie es normalerweise in Split-Systemen vorkommt), eine gerade Linie senkrecht nach unten von einem Punkt bei 20 Grad Luft zu einem Punkt bei 12 Grad Luft ziehen.

Und was wir sehen, ist keine Feuchtigkeitsabgabe. Der Feuchtigkeitsgehalt blieb das gleiche Niveau- 8g/kg. Wir wissen jedoch, dass während des Betriebs der Klimaanlage reichlich Feuchtigkeit freigesetzt wird ( Kondenswasser tropft aktiv aus dem Abflussrohr, das zur Fassade des Gebäudes gebracht wird) - diese Tatsache wird durch die wiederholte Beobachtung einer Person bestätigt, die durch die Sommerstraßen geht.

Es stellt sich die Frage - woher kommt die Feuchtigkeit? Antwort: Tatsache ist, dass Kupferrohre durch die Inneneinheit der Klimaanlage verlaufen, die durch das Kältemittel auf Temperaturen unter plus 12 Grad gekühlt werden, und in Verbindung damit wird die gekühlte Luft in Schichten mit aufgeteilt unterschiedliche Temperatur, ungefähr wie in der Abbildung unten ( Angenommen, die Röhren werden auf plus 5 Grad gekühlt). Ich muss gleich sagen, dass dies eine Zeichnung ist, die weit von der Realität entfernt ist, aber die allgemeine Bedeutung der Worte zeigt, die ich oben gesagt habe ( bitte schalt mich nicht dafür)

Aus der Luft, die mit den Rohren in Kontakt kommt ( und Flossen) und Feuchtigkeit wird freigesetzt. Und die Luft, die keine Zeit hatte, auf den Taupunkt abzukühlen, oder es geschafft hat, aber den Kontakt mit der gekühlten Oberfläche vermieden hat, umgeht den Prozess der Feuchtigkeitsabgabe und trägt die gleiche Menge an Feuchtigkeit wie vor dem Abkühlen ( eigentlich).

Um in einem solchen Kühler ( wo die Kältemitteltemperatur unter der Taupunkttemperatur liegt), müssen wir jeden Luftstrom mit unterschiedlichen thermischen und Feuchtigkeitsparametern der Luft berücksichtigen und auf dem Diagramm die Mischungspunkte all dieser Ströme finden - was meiner Meinung nach nicht realistisch ist ( Ich habe einfach nicht den Verstand dafür)! Aber…

Ich bin auf diese Lösung gekommen Ich bin wahrscheinlich nicht der Einzige) - wir haben die Temperatur der einströmenden Luft, es gibt die Temperatur des Kältemittels und es gibt die Temperatur der empfangenen Luft, und ich glaube, dass es für uns ausreicht, eine Linie für den Prozess der Kühlung eines Teils der Luft zu ziehen auf plus 5 Grad und finde den Mischungspunkt von 5 Grad Luft und 20 Grad Luft. Das heißt, ich gehe davon aus, dass die Luft beim Durchgang durch die Inneneinheit der Klimaanlage in zwei Ströme geteilt wird - derjenige, der auf plus fünf Grad gekühlt wird und uns gibt die größte Zahl Feuchtigkeit und einer, der gar nicht gekühlt wird, und am Ausgang vermischen sich diese beiden Ströme und bilden einen Luftstrom mit einer Temperatur von plus 12 Grad und einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt.

Ich glaube, dass das mit einer solchen Vereinfachung erzielte Ergebnis völlig ausreicht, um die von mir verfolgten Ziele zu erreichen. Und was sind meine Ziele?

Das erste Ziel ist die Ermittlung der maximalen Entfeuchtung zur Auslegung des Kondensatablaufsystems ( Dies gilt insbesondere für Klimaanlagen, die zwei oder mehr Kühleinheiten umfassen.)

Das zweite Ziel besteht darin, die Menge an Kälte zu berücksichtigen, die zum Übertragen von Wasser verwendet wird Gaszustand in Flüssigkeit ( für Feuchtigkeitskondensation; sogenannt versteckte Kühlleistung ). Dies gilt insbesondere beim Kühlen Wärmeableitung) in Nassbereichen. Beispielsweise müssen wir einer bestimmten Pumpe 2 kW Wärme entziehen, die sie an den Raum abgibt. Wenn wir nicht berücksichtigen, dass der Raum feucht ist ( nass, warum auch immer) und ein 2,5-kW-Splitsystem im Raum installieren, dann können wir ( unter bestimmten Bedingungen), dass das Split-System 1 kW nur ​​für die Umwandlung von Dampf in Feuchtigkeit und die restlichen 1,5 kW für die Abfuhr überschüssiger Wärme aufwendet, was 500 W weniger als erforderlich ist und zu einer Überhitzung der Pumpe und ihrem vorzeitigen Ausfall führen kann .

Also teilen wir den Fluss in zwei Flüsse, von denen einer auf plus fünf gekühlt wird - Segment 1-2, und der andere unberührt bleibt - Punkt 1.

Wir mischen diese beiden Ströme, vereinen die resultierenden Punkte der Linie 1-3-2 und finden unseren 12-Grad-Punkt auf der resultierenden Linie.

Wir verlassen die Gerade 1-3 als Linie des Luftkühlungsprozesses in einem Trockenkühler von einer Temperatur von plus 20 Grad auf plus 12 Grad unter Freisetzung von Kondensat.

Damit Ermitteln Sie die Kondensatmenge, die auf die Lamellen und Rohre des Kühlers gefallen ist Wir müssen den Feuchtigkeitsgehalt der resultierenden Luft vom Feuchtigkeitsgehalt der Rohluft 7,3 g/kg - 6,3 g/kg abziehen. Als Ergebnis erhalten wir, dass 1 Gramm Kondensat von jedem Kilogramm Luft freigesetzt wird, das durch den Kühler geleitet wird. Um den Kondensatdurchfluss zu ermitteln, müssen wir wissen, wie viel Kilogramm Luft durch den Wärmetauscher strömt bestimmte Zeit. Wenn wir beispielsweise 1400 m 3 / h Luft von einer Temperatur von plus 20 Grad bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% auf eine Temperatur von plus 12 Grad kühlen müssen, dann übersetzen wir 1400 m 3 / h in 1680 kg / h und erhalten 1680 Gramm Kondensat ( ein Gramm pro Kilogramm Luft), was 0,47 g/s entspricht ( Gramm/Sekunde) und 0,47 * 10 -3 kg/s.

Gesamtkühlleistung befindet sich in der gleichen Weise, wie wir zuvor nach der Heizleistung der Heizung gesucht haben. Wir nehmen Enthalpie Startpunkt 28 kJ/kg, subtrahieren Sie davon die Endpunktenthalpie von 38,5 kJ/kg und erhalten Sie eine negative Zahl 10,5 kJ/kg ( Minus zeigt an, dass dem Kältemittel Energie zugeführt wird). Wir wandeln 1680 kg / h in Kilogramm / Sekunde um, was 0,47 kg / s entspricht. Als Ergebnis erhalten wir 4,935 kJ / s, was einer Leistung von 4,935 kW entspricht.

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Im Bedarfsfall die latente Kühlleistung ermitteln, findet man ausgehend von der freigesetzten Kondensatmenge über die spezifische Verdampfungswärme:
Die zum Kondensieren von Feuchtigkeit erforderliche Wärme ergibt sich aus der Formel:Q = L * m,
woL - spezifische Wärme Verdampfung;m - Feuchtigkeitsmasse.
L Wasser ist gleich: 2260 kJ / kg.

Um 0,47 Gramm Wasser aus einem gasförmigen Zustand umzuwandeln flüssigen Zustand pro Sekunde benötigen wir 2260 J * 10 3 * 0,47 kg / s * 10 -3 \u003d 1063 J / s, was 1063 Watt entspricht.

Also die latente Kühlleistung dieser Prozess gleich 1063 Watt.

Das ist alles

Eigentlich ist dies alles, was ich in diesem Artikel berücksichtigen wollte. Bitte schimpfen Sie mir nicht wegen der naiven Vereinfachung dessen, was ich beschrieben habe - ich habe versucht, es mir zuerst zu erklären -, was Enthalpie ist und wie man sie verwendet. Ich hoffe, Sie finden es interessant und nützlich. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

P.S. Dieser Artikel ist keineswegs Studienführer. Es ist nur meine subjektive Sicht des Problems. Ich würde sogar sagen - jedes Wort in diesem Artikel ist falsch. Informationen, die den Titel verdienen " wissenschaftliche Wahrheit„Schauen Sie in Lehrbücher.

Enthalpie, auch Wärmefunktion und Wärmeinhalt, ist ein thermodynamisches Potential, das den Zustand eines Systems im thermodynamischen Gleichgewicht charakterisiert, wenn Druck, Entropie und Teilchenzahl als unabhängige Variablen gewählt werden.

Einfach ausgedrückt ist Enthalpie diejenige Energie, die bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck zur Umwandlung in Wärme zur Verfügung steht.

Die Definition dieser Größe ist die Identität: H=U+PV

Die Einheit der Enthalpie ist J/mol.

In der Chemie am häufigsten isobare Prozesse (P= const), und der thermische Effekt heißt in diesem Fall die Änderung der Enthalpie des Systems oder Prozessenthalpie :

In einem thermodynamischen System wird die freigesetzte Wärme eines chemischen Prozesses als negativ angesehen (exothermer Prozess, Δ H < 0), а поглощение системой теплоты соответствует эндотермическому процессу, ΔH > 0.

Entropie

und für Spontane

Die Abhängigkeit der Entropieänderung von der Temperatur wird durch das Kirchhoffsche Gesetz ausgedrückt:

Für ein isoliertes System ist die Entropieänderung ein Kriterium für die Möglichkeit eines spontanen Prozesses. Wenn , dann ist der Prozess möglich; wenn, dann ist der Prozess in Vorwärtsrichtung unmöglich; wenn, dann ist das System im Gleichgewicht.

Thermodynamische Potentiale. Freie Energie von Gibbs und Helmholtz.

Um die in geschlossenen Systemen ablaufenden Prozesse zu charakterisieren, führen wir neue thermodynamische Zustandsfunktionen ein: isobar-isothermes Potential (freie Gibbs-Energie G) und isochor-isothermes Potential (freie Helmholtz-Energie F).

Für ein geschlossenes System, in dem bei konstanter Temperatur und konstantem Volumen ein Gleichgewichtsprozess abläuft, drücken wir die Arbeit dieses Prozesses aus. Was wir mit A max bezeichnen (da die Arbeit des im Gleichgewicht durchgeführten Prozesses maximal ist):

Amax =T∆S-∆U

Wir führen die Funktion F=U-TS-isochorisch-isothermes Potential ein, die die Richtung und Grenze des spontanen Ablaufs des Prozesses in einem geschlossenen System unter isochorisch-isothermen Bedingungen bestimmt und erhalten:

Die Änderung der Helmholtz-Energie wird nur durch den Anfangs- und Endzustand des Systems bestimmt und hängt nicht von der Art des Prozesses ab, da sie durch zwei Zustandsfunktionen bestimmt wird: U und S. Erinnern Sie sich daran, dass die erhaltene Arbeitsmenge oder Der Aufwand kann von der Verfahrensführung beim Übergang des Systems vom Anfangs- in den Endzustand abhängen, ändert aber nicht die Funktion.

Ein geschlossenes System unter isobar-isothermen Bedingungen wird durch das isobar-isotherme Potential G charakterisiert:

Gibbs-Differentialenergie für ein System mit konstanter Teilchenzahl, ausgedrückt in Eigenvariablen - durch Druck p und Temperatur T:

Für ein System mit variabler Teilchenzahl schreibt man dieses Differential wie folgt:

Hier ist das chemische Potential, das als die Energie definiert werden kann, die aufgewendet werden muss, um dem System ein weiteres Teilchen hinzuzufügen.

Durch Analyse der Gleichung ∆G=∆H-T∆S können Sie bestimmen, welcher der Faktoren, aus denen die Gibbs-Energie besteht, für die Richtung der chemischen Reaktion, Enthalpie (ΔH) oder Entropie (ΔS · T), verantwortlich ist.

Wenn ΔH< 0 и ΔS >0, dann immer ΔG< 0 и реакция возможна при любой температуре.

Wenn ∆H > 0 und ∆S< 0, то всегда ΔG >0, und eine Reaktion unter Wärmeaufnahme und Entropieabnahme ist unter keinen Umständen möglich.

In anderen Fällen (ΔH< 0, ΔS < 0 и ΔH >0, ΔS > 0), hängt das Vorzeichen von ΔG von der Beziehung zwischen ΔH und TΔS ab. Die Reaktion ist möglich, wenn sie von einer Abnahme des isobaren Potentials begleitet wird; bei Raumtemperatur ist bei kleinem T-Wert auch der TΔS-Wert klein, und normalerweise ist die Enthalpieänderung größer als TΔS. Daher sind die meisten bei Raumtemperatur auftretenden Reaktionen exotherm. Je höher die Temperatur, desto größer die TΔS, und sogar endotherme Reaktionen werden möglich.

Unter der Standard-Gibbs-Bildungsenergie ΔG° verstehen wir die Änderung der Gibbs-Energie während der Reaktion zur Bildung von 1 Mol eines Stoffes im Standardzustand. Diese Definition impliziert, dass die Standard-Gibbs-Bildungsenergie einer einfachen Substanz, die unter Standardbedingungen stabil ist, Null ist.

Die Änderung der Gibbs-Energie hängt nicht vom Weg des Prozesses ab, daher ist es möglich, verschiedene unbekannte Werte der Gibbs-Bildungsenergien aus Gleichungen zu erhalten, in denen einerseits die Summen der Energien von die Reaktionsprodukte geschrieben werden, und zum anderen die Summen der Energien der Ausgangsstoffe.

Bei Verwendung der Werte der Standard-Gibbs-Energie wird die Bedingung ΔG°< 0, а критерием принципиальной невозможности - условие ΔG° >0. Wenn die Standard-Gibbs-Energie gleich Null ist, bedeutet dies gleichzeitig nicht, dass sich das System unter realen Bedingungen (anders als den Standardbedingungen) im Gleichgewicht befindet.

Bedingungen für spontane Prozesse in geschlossenen Systemen: