Dupa evaporarea lichid din ea trece în cele mai rapide molecule de vapori având o mai mare energie cinetică medie decât molecula rămasă în lichid. Rezultă că, dacă fluidul de evaporare este izolat termic, se va scădea temperatura. Pentru a evapora temperatura lichidului nu merge în jos, este necesar să se furnizeze căldură.
Cantitatea de căldură necesară pentru evaporarea unei cantități de masă lichidă, fără a schimba temperatura cu o presiune exterioară nasyschennyhparov egală, căldura nazyvaetsyaskrytoy de evaporare. Căldura latentă de evaporare a lichidului pe unitate de masă se numește căldura latentă specifică de vaporizare. Căldura latentă de vaporizare a unui mol de un lichid numit căldura latentă molară de vaporizare.
căldura latentă de vaporizare este determinată de forțele de legare dintre moleculele de lichid. Ceea ce aceste forțe, căldura mai latentă de vaporizare.
„Mascarea“ căldura latentă de evaporare este că nu merge la încălzirea lichidului, și este de a efectua activitatea de separare de moleculele de lichid care trec în abur.
Căldura latentă de evaporare este în general dependentă de temperatura la care se produce vaporizarea. La temperatura critică, atunci când nici o distincție între lichid și vaporii săi saturate, căldura latentă de vaporizare egală cu zero.
Condensarea vapori de masă însoțită de eliberarea de aceeași cantitate de căldură necesară pentru evaporarea masei de fluid. Prin urmare, căldura latentă de evaporare este numit, de asemenea, căldura latentă de condensare sau căldura latentă de tranziție.
Astfel, în tranziția de fază „lichid-vapori“ care apar fără modificări ale temperaturii sistemului, energia internă a modificărilor sistemului ca urmare aprovizionarea sistemului sau scoaterea din ea căldura molară latentă de evaporare: energia internă a aburului este mai mare decât energia internă a lichidului cu aceeași masă la aceeași temperatură.
Exemplul 13.3. căldură molar Latent de vaporizarea apei la o temperatură egală. Să calculăm ce proporție din căldura latentă de evaporare furnizată în sistem „de vapori de apă“ este creșterea energiei sale interne, în cazul în care temperatura sistemului nu se schimbă în timpul evaporării.
Să quasistatically un mol de apă evaporată și transformat în abur saturat având o temperatură și presiune. Aplicarea la perechea rezultată din ecuația de gaz ideal de stat, avem:
,
unde - cantitatea de moli de abur saturat. Deoarece acest volum este mare în comparație cu volumul unui mol de apă, volumul sistemului increment „lichid - vapori de“ lichid evaporativ mol poate fi considerat egal. Deoarece evaporarea are loc la presiune constantă. funcționarea perfectă a sistemului. Cantitatea de căldură lasa in jos prin acest proces în sistem, de asemenea. Aplicarea prima lege a termodinamicii, obținem:
,
în cazul în care - creșterea energiei interne a sistemului. obținem:
.
Astfel, aproape toată apa furnizată căldura latentă de evaporare este de a crește energia internă a sistemului și doar o mică parte din ea merge la sistemul de notare în timpul lucrărilor de expansiune mecanică.
Sarcina 13.3. masa de apă. în întregime transformată în abur saturat. Găsiți incrementul de entropie a sistemului. .
13.5. Dependența de temperatură a vaporilor saturați de mai sus
fluid
Mai întâi să-un sistem cu două faze este într-o stare și temperatura acestuia este temperatura încălzitorului. Aici este un sistem în contact termic cu încălzire și va crește încet pistonul, Fig. 13.1, astfel încât un abur saturat rămâne, atâta timp cât un mol evapora lichid. Presiunea de vapori în etapa .Sistema ar mai putea. În conformitate cu determinarea căldurii latente molară a vaporizării. vezi secțiunea 13.4, sistemul primește numărul pasului de căldura încălzitorului
La punctul de contact termic cu încălzitorul este întreruptă și pistonul într-un sistem de izolație termică se ridică la distanță suplimentară infinitezimal, astfel încât aburul care împinge pistonul face în detrimentul energiei interne a lucrărilor infinitezimal sistemului și temperatura sistemului scade cu. adică devine egală cu temperatura din frigider (punct). Sistemul este în contact termic cu condensator și lent coborârea pistonului este comprimat izoterm. Presiunea de vapori saturați este egală cu pasul. La punctul de contact termic cu condensatorul este întreruptă și o scădere în continuare a sistemului de piston infinitezimal adiabatic este resetat. lucru pozitiv în etapa realizează o forță externă de comprimare a aburului saturat. Activitatea acestei forțe este de a crește energia internă a sistemului și este însoțită de o creștere a temperaturii la valori la valori.
Activitatea desfășurată de către sistem în timpul ciclului, este numeric egal cu aria unui paralelogram,
în care - diferența de volum a sistemului și condiții. Această diferență corespunde volumului că un mol de lichid în etapa a devenit un mol de abur saturat
în care - volumul unui mol de lichid, - volumul unui mol de abur saturat.
Se calculează eficiența ciclu. Utilizarea (13.7-13.9), obținem:
Pe de altă parte, eficiența Ciclul Carnot poate fi exprimată prin temperatura încălzitorului și răcitor,
De la (13.10), (13.11), obținem:
Ecuația (13.12) se conectează presiunea de temperatură și de vapori și se numește ecuația Clausius-Clapeyron.
Să temperatura nu este prea aproape de critice, astfel încât să ne putem pune
Aplicarea la un mol de vapori a unei ecuații gazului ideal de stat
,
din (13.12) cu (13,13):
Integrarea ultima ecuație, presupunând că nu depinde de temperatura. Avem:
în cazul în care - constanta de integrare. Să presupunem că știm presiunea vaporilor la anumită temperatură. Găsim din (13.15):
Scăzând (13.16) din (13.15), obținem după potențarea:
Sarcina 13.4. Presiunea vaporilor de mercur saturați depinde de temperatura conform legii
în cazul în care. . - permanent. Găsiți căldură molar ascuns de vaporizarea de mercur în funcție de temperatură.
Notă .Prodifferentsirovat (13,18) și pentru a determina. Utilizați ecuația (13.14).