Reklama

Уравнение теплового баланса при парообразовании и конденсации

Выясним, как рассчитать количество теплоты, нужное для превращения в пар какой-либо жидкости с помощью процесса кипения. Так как жидкость кипит при точке кипения ТК, то, если начальная температура жидкости Т1, ее нужно сначала нагреть до Тк, а затем выпарить. График зависимости Т от количества теплоты Q, подведенного к жидкости, показан на рис. 8.7.

IMG_20140523217_0003_cr_cr

Теплоту, нужную для нагревания жидкости до точки кипения, находят по формуле:

IMG_20140517_0003_cr_cr

где m — масса жидкости, CЖ— ее удельная теплоемкость. Теплоту QП, необходимую для превращения жидкости в пар без изменения температуры, рассчитывают по формуле :

IMG_201405а17_0004_cr

Следовательно, общее количество теплоты:

IMG_20140517_мм0004_cr

Удельную теплоту парообразования r вещества находят из опытов с помощью уравнения теплового баланса. Покажем, как это делается, на примере определения г для воды. Для этого берут калориметр, в котором находится вода при температуре Т1. Водяной пар, имеющий температуру ТК=373 К, из кипятильника по трубке вводится в холодную воду калориметра, где он конденсируется. Через некоторое время трубку вынимают и измеряют конечную температуру Ɵ, а затем с помощью взвешивания определяют массу введенного пара и составляют уравнение теплового баланса.

В этом опыте получают теплоту калориметр и находящаяся в нем холодная вода:

IMG_20140517_00ммм04_cr

Отдают теплоту пар при конденсации и полученная из него вода при остывании от ТК до Ɵ:

IMG_2ссс0140517_0004_cr

Так как QОТД=QПОЛУЧ (считаем, что потерь тепла нет), имеем

IMG_20140517_00ммм04_cr

Из этого уравнения и находят числовое значение r.

Reklama