The variation of enthalpy for binary mixtures is conveniently represented on a diagram. An example is shown in Figure 3.3. The diagram shows the enthalpy of mixtures of ammonia and water versus concentration; with pressure and temperature as parameters. It covers the phase changes from solid to liquid to vapour, and the enthalpy values given include the latent heats for the phase transitions. The enthalpy is per kg of the mixture (ammonia + water) Reference states:
enthalpy ammonia at 77°C ¼ zero enthalpy water at 0°C ¼ zero
Enthalpy-concentration diagrams greatly facilitate the calculation of energy balances involving concentration and phase changes; this is illustrated in Example 3.6.
So
Cp ¼43:76þ549J=molK
Theerror in Cp if the ideal gas value wereused uncorrected would be approximately 10 per cent. This would clearlylead to large errors in predicting heat exchanger duties.
Translation-tarjimasi
3.7 BOSIMNING ISSIQLIK QUVVATLIGIGA TA'SIRI 85
3.7 BOSIMNING ISSIQLIK QUVVATLIGIGA TA'SIRI
Qo'llanmalarda va C ilovasida keltirilgan issiqlik sig'imlari haqidagi ma'lumotlar odatda ideal gaz holati uchundir. 3.13a tenglama quyidagicha yozilishi kerak:
C°p ¼aþbTþcT2 þdT3 (3.19)
Bu erda yuqori belgi ° ideal gaz holatini bildiradi.
Ideal gaz qiymatlari past bosimdagi haqiqiy gazlar uchun ishlatilishi mumkin. Yuqori bosimlarda bosimning o'ziga xos issiqlikka ta'siri sezilarli bo'lishi mumkin.
Edmister (1948) bosim va haroratni pasaytirish funktsiyasi sifatida real gazlar uchun izotermik bosimni tuzatishni ko'rsatadigan umumlashtirilgan sxemani nashr etdi. Uning SI birliklariga aylantirilgan diagrammasi 3.2-rasmda ko'rsatilgan. Edmister grafigi uglevodorodlarga asoslangan, ammo ideal gazning o'ziga xos issiqlik qiymatlari tuzatishlarsiz ishlatilsa, ehtimoliy xatoni ko'rsatish uchun boshqa materiallar uchun ishlatilishi mumkin.
Usul 3.4-misolda tasvirlangan.
MISOL 3.4
Etilenning ideal issiqlik sig'imi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
C°p ¼3:95±15:6102T8:3105T2 p17:6109T3 J=molK
Qiymatni 10 bar va 300 K da baholang.
Yechim
Etilen:
kritik bosim 50,5 bar
kritik harorat 283 K
C°p ¼3:95±15:6102 3008:3105 3002 +17:6109 3003
¼43:76J=molK
Pr ¼ ¼ 0:20
Tr ¼ ¼ 1:06
3.2-rasmdan:
Cp C°p 5J=molK
Shunday qilib
Cp ¼43:76±549J=molK
Agar ideal gaz qiymati to'g'rilanmagan holda ishlatilsa, Cp da xatolik taxminan 10 foizni tashkil qiladi. Bu aniq issiqlik almashinuvchisi vazifalarini bashorat qilishda katta xatolarga olib keladi.
3-BOB ENERGIYA BALANSILARI ASOSLARI
(Sterbacek va boshqalardan (1979) ruxsatnoma bilan ko'chirilgan)
3.7 BOSIMNING ISSIQLIK KUCHGA TA'SIRI
Qo'llanmalarda va C ilovasida keltirilgan issiqlik quvvatlari haqidagi ma'lumotlar odatda ideal gaz holati uchundir. 3.13 a tenglama quyidagicha yozilishi kerak:
C ° p ¼a*p*b*T*p*c*T2 *p*d*T3 (3.19)
Bu erdagi yuqori belgi ideal gaz holatini ° ko'rsatadi.
Ideal gaz qiymatlari past bosimdagi haqiqiy gazlar uchun ishlatilishi mumkin. Yuqori bosimlarda bosimning o'ziga xos issiqlikka ta'siri sezilarli bo'lishi mumkin.
Edmister (1948) bosim va haroratni pasaytirish funktsiyasi sifatida real gazlar uchun izotermik bosimni tuzatishni ko'rsatadigan umumlashtirilgan sxemani nashr etdi. Uning SI birliklariga aylantirilgan diagrammasi
3.2-rasmda ko'rsatilgan. Edmister grafigi uglevodorodlarga asoslangan, ammo ideal gazning o'ziga xos issiqlik qiymatlari tuzatishlarsiz ishlatilsa, potentsial xatoni ko'rsatish uchun boshqa materiallar uchun ishlatilishi mumkin.
Usul 3.4-misolda tasvirlangan.
MISOL 3.4
Etilenning ideal issiqlik sig'imi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
C ° p ¼3: 95 ± 15: 6102T8: 3105T2 +17: 6109T3 J = molK
Qiymatni 10 bar va 300 K da baholang.
Yechim
Etilen:
kritik bosim 50,5 bar
kritik harorat 283 K
C ° p ¼3: 95 ± 15: 6102 3008: 3105 3002 +17: 6109 3003
¼43: 76J = molK
Pr ¼ ¼ 0:20
Tr ¼ ¼ 1:06
3.2-rasmdan:
Cp C ° p 5J = molK
Va hokazo
Cp ¼43: 76 ± 549J = molK
¼ 10403 0:0515:9¼49:7103kJ
Issiqlik issiqlik yo'qotishlarini hisobga olmaganda, sovutish suviga o'tkaziladi,
Har bir partiya uchun 49:7 MJ
3.5-misolda hisoblashni soddalashtirish uchun ozuqa va yakuniy eritmaning harorati eritma issiqligi uchun standart harorat bilan bir xil, ya'ni 25°C sifatida qabul qilingan. Eritma issiqliklari reaksiya issiqliklariga o'xshaydi va haroratlari standart haroratdan farq qiladigan jarayonlardagi issiqlik balanslariga misollar reaksiya issiqliklari muhokamasida, 3.10-bo'limda keltirilgan.
3.9 ENTALPİYA-KONSENTRASİYA DIAGRAMMALARI
Ikkilik aralashmalar uchun entalpiyaning o'zgarishi diagrammada qulay tarzda tasvirlangan. Misol 3.3-rasmda ko'rsatilgan. Diagrammada ammiak va suv aralashmalarining konsentratsiyaga nisbatan entalpiyasi ko'rsatilgan; bosim va harorat parametrlari bilan. Bu fazaning qattiqdan suyuqlikka bug'ga o'zgarishini o'z ichiga oladi va berilgan entalpiya qiymatlari faza o'tishlari uchun yashirin issiqliklarni o'z ichiga oladi. Entalpiya aralashmaning har bir kilogrammiga to'g'ri keladi (ammiak + suv) Malumot ma'lumotlari:
entalpiya ammiak 77°C da ¼ nol entalpiya suv 0°C ¼ nol
Entalpiya-kontsentratsiya diagrammalari konsentratsiya va faza o'zgarishlarini o'z ichiga olgan energiya balanslarini hisoblashni sezilarli darajada osonlashtiradi; bu 3.6-misolda tasvirlangan.
3-BOB ENERGIYA BALANSLARI ASOSLARI
Yechim
NaOH H2O eritmasining integral issiqligi, 25°C
mol H2O/mol NaOH 2DHsoln kJ/mol NaOH
2 22.9
4 34.4
5 37.7
10 42.5
cheksiz 42.9
Og'irlik foizini mol/molga aylantirish:
50%w=w¼50=1850=40¼2:22mol
H2O=molNaOH
5%w=w¼95=185=40¼42:2mol
H2O=molNaOH
Eritmaning konsentratsiyaga nisbatan integral issiqliklarining grafigidan,
DH°sol
n= 2:22mol=mol¼27:0kJ=molNaOH
42:2mol=mol¼42:9kJ=molNaOH
Mol NaOH ga suyultirilganda ajralib chiqadigan issiqlik
¼42:927:0¼15 :9kJ
Har bir partiyaga ajratiladigan issiqlik ¼ mol NaOH 15.9
2500 Shunday qilib
Cp ¼43:76±549J=molK
Agar ideal gaz qiymati to'g'rilanmagan holda ishlatilsa, Cp da xatolik taxminan 10 foizni tashkil qiladi. Bu aniq issiqlik almashinuvchisi vazifalarini bashorat qilishda katta xatolarga olib keladi.
