När en vätska avdunstar genomgår den en process där

• vätskan värms upp till förångningstemperaturen
• vätskan avdunstar vid förångningstemperaturen genom att byta tillstånd från vätska till gas
• ångan värms upp över förångningstemperaturen. överhettning

Den värme som överförs till ett ämne när temperaturen ändras kallas ofta för känslig värme. Den värme som krävs för att ändra tillstånd som avdunstning kallas latent avdunstningsvärme.

Den vanligaste ångan är avdunstat vatten – ånga eller fukt.

Enthalpy

Enthalpy för ett system definieras som systemets massa – m – multiplicerat med systemets specifika entalpi – h – och kan uttryckas som:

H = m h (1)

där

H = entalpi (kJ)

m = massa (kg)

h = specifik entalpi (kJ/kg)

Specifik entalpi

Specifik entalpi är en egenskap hos vätskan och kan uttryckas som:

h = u + p v (2)

där

u = inre energi (kJ/kg)

p = absolut tryck (N/m2)

v = specifik volym (m3/kg)

En del av vattenånga – ånga – egenskaper kan uttryckas i en tabell som:

För fullständig tabell med entalpi och entropi – rotera skärmen!

• s är ångans entropi
• suffix – f – avser mättad vätska
• suffix – g – avser mättad ånga – ånga

Intern energi – u – kan beräknas från (2) och utelämnas ofta i tabeller. vf – ändras mycket lite och utelämnas också ofta.

• 1) avser absolut vakuum.
• 2) avser vatten som kokar vid standardatmosfär.
• 3) avser vattnets kritiska punkt. För tryck över den kritiska punkten finns ingen definitiv övergång från vätska till ånga.

Specifik entalpi för mättat vatten

Specifik entalpi för mättat vatten – hf – kan erhållas från tabeller enligt ovan. Värdet beror på trycket.

För mättat vatten vid standardatmosfär – 2) – är den specifika entalpen – hf – 419 kJ/kg. Vid standardatmosfär – 1 bar (14,7 psi) – börjar vatten koka vid 100 oC (212 oF).

Vattens specifika entalpi (i SI-enheter) kan beräknas från:

hf = cw (tf – t0) (3)

där

hf = vattnets entalpi (kJ/kg)

cw = specifik värme vatten (4.19 kJ/kg.oC)

tf = mättnadstemperatur (oC)

t0 = referenstemperatur = 0 (oC)

Specifik entalpi för mättad ånga

Specifik entalpi för mättad ånga – hg – kan erhållas från tabeller enligt ovan. Värdet beror på trycket.

För mättad ånga vid standardatmosfär – 2) – är den specifika entalpen – hg – 2676 kJ/kg.

Den specifika förångningsenthalpin kan beräknas från:

he = hg – hf (4)

där

he = specifik förångningsenthalpin (kJ/kg)

Specifik förångningsenthalpin för vatten vid standardatmosfär är:

he = (2676 kJ/kg) – (419 kJ/kg)

= 2257 (kJ/kg)

Exempel – Energi för att avdunsta vatten

Energin för att avdunsta en viss mängd vatten kan beräknas som

Q = he m (4b)

där

Q = avdunstningsenergi (kJ)

m = vattnets massa (kg)

Energi för att förånga 5 kg vatten vid atmosfäriskt tryck kan beräknas som

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

= 11285 kJ

Specifik entalpi för överhettad ånga

Den specifika entalpi för överhettad ånga kan beräknas från:

hs = hg + cps (ts – tf) (5)

där

hs = överhettad ångas entalpi (kJ/kg)

cps = ångans specifika värme vid konstant tryck = 1.860 (kJ/kg oC)

tf = mättnadstemperatur (oC)

ts = överhettad ångas temperatur (oC)

cps = 1.860 (kJ/kg oC) vid standardatmosfär. Observera att cps varierar med temperaturen.

Gängse enheter för specifik etalpi

• 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

.