Kun neste haihtuu, se käy läpi prosessin, jossa

• neste lämpenee haihtumislämpötilaan
• neste haihtuu haihtumislämpötilassa muuttamalla olomuotoaan nesteestä kaasuksi
• höyry lämpenee haihtumislämpötilaa korkeammaksi
• – ylilämpeneminen

Aineeseen lämpötilan muuttuessa siirtyvää lämpöä kutsutaan usein tuntuvaksi lämmöksi. Lämpöä, joka tarvitaan olomuodon muuttumiseen haihtumisena, kutsutaan latentiksi haihtumislämmöksi.

Yleisin höyry on haihtunut vesi – höyry tai kostea.

Entalpia

Systeemin lämpö määritellään systeemin massana – m – kerrottuna systeemin ominaisentalpialla – h – ja se voidaan ilmaista seuraavasti:

H = m h (1)

jossa

H = entalpia (kJ)

m = massa (kg)

h = spesifinen entalpia (kJ/kg)

Spesifinen entalpia

Spesifinen entalpia on nesteen ominaisuus ja se voidaan ilmaista seuraavasti:

h = u + p v (2)

jossa

u = sisäinen energia (kJ/kg)

p = absoluuttinen paine (N/m2)

v = ominaisenergia (m3/kg)

Vesihöyryn – vesihöyryn – ominaisuuksien osa voidaan ilmaista taulukkona:

Koko taulukko, jossa on entalpia ja entropia – käännä näyttöä!

• s on höyryn entropia
• suffix – f – viittaa kyllästettyyn nesteeseen
• suffix – g – viittaa kyllästettyyn höyryyn – höyryyn

Sisäenergia – u – voidaan laskea (2):sta, ja se jätetään usein pois taulukoista. vf – muuttuu hyvin vähän ja jätetään myös usein pois.

• 1) viittaa absoluuttiseen tyhjiöön.
• 2) viittaa veden kiehumiseen vakioilmakehässä.
• 3) viittaa veden kriittiseen pisteeseen. Kriittisen pisteen ylittävissä paineissa ei tapahdu varmaa siirtymistä nesteestä höyryksi.

Kyllästyneen veden spesifinen entalpia

Kyllästyneen veden spesifinen entalpia – hf – saadaan taulukoista kuten edellä. Arvo riippuu paineesta.

Kyllästyneelle vedelle standardi-ilmakehässä – 2) – ominaisentalpia – hf – on 419 kJ/kg. Standardi-ilmakehässä – 1 bar (14,7 psi) – vesi alkaa kiehua 100 oC:ssa (212 oF).

Veden ominaisentalpia (SI-yksiköissä) voidaan laskea kaavasta:

hf = cw (tf – t0) (3)

jossa

hf = veden entalpia (kJ/kg)

cw = veden ominaislämpö (4.19 kJ/kg.oC)

tf = kyllästymislämpötila (oC)

t0 = referenssilämpötila = 0 (oC)

Kyllästyneen höyryn ominaisentalpia

Kyllästyneen höyryn ominaisentalpia – hg – saadaan taulukoista kuten edellä. Arvo riippuu paineesta.

Kyllästetyn höyryn ominaisentalpia – hg – standardi-ilmakehässä – 2) – on 2676 kJ/kg.

Höyrystymisen ominaisentalpia voidaan laskea kaavasta:

he = hg – hf (4)

jossa

he = höyrystymisen ominaisentalpia (kJ/kg)

Veden höyrystymisen ominaisentalpia vakioatmosfäärin lämpötilassa on:

he = (2676 kJ/kg) – (419 kJ/kg)

= 2257 (kJ/kg)

Esimerkki – Veden haihtumisen energia

Tämän vesimäärän haihtumisen energia voidaan laskea kaavalla

Q = he m (4b)

jossa

Q = haihtumisen energia (kJ)

m = veden massa (kg)

Veden haihtumisen energia (kJ)

Veden haihtumisen energia (kJ)

m = veden massa (kg)

. 5 kg veden haihtumiseen ilmakehän paineessa voidaan laskea seuraavasti

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

= 11285 kJ

Ylikuumennetun höyryn spesifinen entalpia

Ylikuumennetun höyryn spesifinen energia voidaan laskea kaavasta:

hs = hg + cps (ts – tf) (5)

missä

hs = ylikuumennetun höyryn entalpia (kJ/kg)

cps = höyryn ominaislämpö vakiopaineessa = 1.860 (kJ/kg oC)

tf = kyllästymislämpötila (oC)

ts = ylikuumennetun höyryn lämpötila (oC)

cps = 1.860 (kJ/kg oC) vakioilmakehässä. Huomaa, että cps vaihtelee lämpötilan mukaan.

Yleiset yksiköt spesifiselle entalpialle

• 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