Når en væske fordamper, gennemgår den en proces, hvor

• væsken opvarmes til fordampningstemperaturen
• væsken fordamper ved fordampningstemperaturen ved at ændre tilstand fra væske til gas
• dampen opvarmes over fordampningstemperaturen – overopvarmning

Den varme, der overføres til et stof, når temperaturen ændres, betegnes ofte som følsom varme. Den varme, der kræves for at ændre tilstand som fordampning, betegnes som latent fordampningsvarme.

Den mest almindelige damp er fordampet vand – damp eller fugtig.

Enthalpien

Enthalpien i et system er defineret som systemets masse – m – ganget med systemets specifikke enthalpi – h – og kan udtrykkes som:

H = m h (1)

hvor

H = enthalpi (kJ)

m = masse (kg)

h = specifik enthalpi (kJ/kg)

Specifik entalpi

Specifik enthalpi er en egenskab ved væsken og kan udtrykkes som:

h = u + p v (2)

hvor

u = indre energi (kJ/kg)

p = absolut tryk (N/m2)

v = specifikt volumen (m3/kg)

En del af vanddampens – dampens – egenskaber kan udtrykkes i en tabel som:

For fuld tabel med Enthalpy og Entropy – drej på skærmen!

• s er dampens entropi
• suffix – f – refererer til mættet væske
• suffix – g – refererer til mættet damp – damp

Intern energi – u – kan beregnes ud fra (2) og er ofte udeladt i tabeller. vf – ændrer sig meget lidt og er også ofte udeladt.

• 1) refererer til absolut vakuum.
• 2) refererer til vand, der koger ved standardatmosfære.
• 3) refererer til vands kritiske punkt. For tryk over det kritiske punkt er der ingen sikker overgang fra væske til damp.

Specifik entalpi for mættet vand

Specifik entalpi for mættet vand – hf – kan fås ud fra tabeller som ovenfor. Værdien afhænger af trykket.

For mættet vand ved standardatmosfære – 2) – er den specifikke enthalpi – hf – 419 kJ/kg. Ved standardatmosfære – 1 bar (14,7 psi) – begynder vand at koge ved 100 oC (212 oF).

Vandets specifikke enthalpi (i SI-enheder) kan beregnes ud fra:

hf = cw (tf – t0) (3)

hvor

hf = vandets enthalpi (kJ/kg)

cw = specifik varme vand (4.19 kJ/kg.oC)

tf = mætningstemperatur (oC)

t0 = referencetemperatur = 0 (oC)

Specifik entalpi for mættet damp

Specifik entalpi for mættet damp – hg – kan fås ved hjælp af tabeller som ovenfor. Værdien afhænger af trykket.

For mættet damp ved standardatmosfære – 2) – er den specifikke enthalpi – hg – 2676 kJ/kg.

Den specifikke fordampningsenthalpi kan beregnes ud fra:

he = hg – hf (4)

hvor

he = specifik fordampningsenthalpi (kJ/kg)

Specifik fordampningsenthalpi for vand ved standardatmosfære er:

he = (2676 kJ/kg) – (419 kJ/kg)

= 2257 (kJ/kg)

Eksempel – Energi til fordampning af vand

Energien til fordampning af en bestemt mængde vand kan beregnes som

Q = he m (4b)

hvor

Q = fordampningsenergi (kJ)

m = vandmassen (kg)

Energien til fordampning af 5 kg vand ved atmosfærisk tryk kan beregnes som

Q = (2257 kJ/kg) (5 kg)

= 11285 kJ

Specifik entalpi for overophedet damp

Den specifikke entalpi for overophedet damp kan beregnes ud fra:

hs = hg + cps (ts – tf) (5)

hvor

hs = enthalpi af overophedet damp (kJ/kg)

cps = dampens specifikke varme ved konstant tryk = 1.860 (kJ/kg oC)

tf = mætningstemperatur (oC)

ts = overophedet damps temperatur (oC)

cps = 1.860 (kJ/kg oC) ved standardatmosfære. Vær opmærksom på, at cps varierer med temperaturen.

Gængse enheder for specifik enthalpy

• 1 kJ/kg = 1000 J/kg
• 1 erg/g = 1E-4 J/kg
• 1 Btu/lbm = 2326 J/kg
• 1 cal/g = 4184 J/kg