Căldură sensibilă și căldură latentă de vaporizare

Ce este căldura sensibilă, căldura latentă, căldura latentă de vaporizare ?

Căldură sensibilă

Căldura sensibilă modifică temperatura unui material. De exemplu: căldura termică specifică a apei este în medie de 4,19 kJ/kg.K, deci trebuie să furnizați 419 kJ pentru a încălzi un litru de apă de la 0 ° C la 100 ° C.

Căldură latentă

Căldura latentă schimbă starea fizică a unui solid, lichid sau gaz, spre deosebire de căldura sensibilă care schimbă temperatura unui material.

Funcționarea căldurii latente de vaporizare: în diagrama de mai sus, secțiunea transversală a buteliei de gaz arată partea umezită (1), adică nivelul de umplere de 85% gaz lichefiat (3) în contact cu peretele containerului. Când robinetul este deschis pentru utilizare, gazul trece de la faza lichidă la o fază gazoasă din zona 2 numită cap de gaz. Un gaz care se extinde în timp ce trece de la lichid la gaz produce frig, peretele udat servește ca schimb de căldură între interior și exterior. Un nivel suficient de temperatură externă (4) este necesar pentru a asigura această transformare numită fierbere (zero grade pentru butan și minus 42 ° pentru propan). Cu cât suprafața de schimb este mai mare, cu atât mai mult gaz se va putea vaporiza, motiv pentru care rezervoarele de gaz sunt utilizate datorită dimensiunii lor, ceea ce mărește suprafața udată. Capacitatea de evaporare este o funcție a acestei suprafețe de schimb, a temperaturii exterioare și a debitului de gaz exprimat în grame/oră sau Kg/oră solicitat de dispozitivul de service (cazan, aragaz, grătar, arzător de buruieni etc.).

Principiul vaporizării gazelor

Căldură latentă de vaporizare

Exemplu pentru gaz: la deschiderea supapei unui butan sau butanului de propan, gazul scapă și așa cum și când gazul de sus (partea superioară a buteliei) este înlocuit cu gaz nou produs de gazul lichid care se evaporă. Această fază se numește fierbere, această evaporare necesită căldură. Căldura latentă de vaporizare este cantitatea de căldură care trebuie adăugată pe unitate de masă unui corp lichid pur pentru a o obține în stare gazoasă la aceeași temperatură sub presiune constantă.

Debitul de gaz crește, atunci când cantitatea de căldură crește, masa lichidului suferă o scădere a temperaturii, deoarece evaporarea va recupera căldura (caloriile) din masa lichidului în sine, ceea ce determină o scădere a temperaturii sale.

Când debitul este scăzut și temperatura aerului ambiant este ridicată, diferența de temperatură dintre exterior și interior permite o alimentare suficientă de căldură (calorii) prin pereții umezi (scăldați în interior de lichid).

Când debitul de gaz necesar aparatului de service este ridicat și temperatura ambiantă este scăzută, puterea de căldură va fi insuficientă. Temperatura masei lichide a gazului va scădea treptat până când atinge (- 42 ° C) pentru gazul propan și (-0,5 ° C) pentru gazul butan. Sticlele nu vor mai putea livra atunci când vor atinge temperatura limită, pereții recipientelor înghețând. Propanul este mai eficient iarna decât butanul.

Două exemple de căldură latentă de vaporizare la + 15 ° C:

PROPAN = 356 kJ
BUTAN = 362 kJ

Exemplu pentru apă: căldura de vaporizare variază în funcție de temperatura apei de evaporare: de la 2.257 kJ/kg la 100 ° C, căldura de vaporizare este de 2.454 kJ/kg la 20 ° C și 2.501 kJ/kg la 0 ° C.

Căldura lichefierii

Căldura de lichefiere este căldura necesară pentru a trece de la o stare solidă la una lichidă.

Căldura de vaporizare

Căldura de vaporizare este căldura necesară pentru a trece de la o stare lichidă la una gazoasă.

Exemplu: căldura de vaporizare a unui litru de apă este de 2 257 kJ/kg (la presiunea atmosferică și la o temperatură de 100 ° C).

Căldura condensului

Căldura condensului este căldura necesară pentru a trece de la o stare gazoasă la o stare lichidă. Căldura latentă de condensare este cantitatea de căldură exprimată în Joule/kilogram (J/kg) care trebuie extrasă la 1 kg de abur saturat (la presiune și temperatură constante) pentru a obține 1 kg de apă.

Căldura solidificării

Căldura solidificării este căldura necesară pentru a trece de la o stare lichidă la una solidă.