Der Wasserenthalpie-Rechner misst die Gesamtenergieänderung im Wasser aufgrund von Temperaturschwankungen und/oder Phasenwechseln (wie Schmelzen oder Verdampfen). Er ist ein wichtiges Werkzeug in der Thermodynamik. chemisches Ingenieurwesen, HLK-Systeme und Umweltwissenschaften. Es hilft Benutzern zu bestimmen, wie viel Hitze wird absorbiert oder freigesetzt, wenn Wasser erhitzt, abgekühlt, verdampft oder kondensiert wird.
Der Rechner ist Teil des Rechner für Wärmeübertragung und Phasenwechselthermodynamik Kategorie und ist wertvoll für Laboranalysen, den Entwurf industrieller Systeme und Wärmeenergieberechnungen.
Formel des Enthalpie-Wasser-Rechners
1. Sensible Wärme (Enthalpie in einer einzelnen Phase)
H = m × c × ΔT
- H = Enthalpieänderung (in Joule oder Kilojoule)
- m = Masse des Wassers (in kg)
- c = Spezifische Wärme Kapazität von Wasser = 4186 J/kg·°C
- ΔT = Temperaturänderung = Endtemperatur − Anfangstemperatur (in °C)
Diese Gleichung wird verwendet, wenn Wasser in einer Phase (fest, flüssig oder gasförmig) bleibt und sich nur die Temperatur ändert.
2. Latente Wärme (Phasenwechsel)
Wenn Wasser seinen Zustand ändert (von Eis zu Flüssigkeit oder von Flüssigkeit zu Dampf), verwenden Sie:
H = m × L
- L = Latente Wärme (in J/kg):
- Für die Verdampfung (Flüssigkeit zu Gas): L = 2,260,000 J/kg
- Für die Fusion (fest zu flüssig): L = 334,000 J/kg
Latente Wärme bezieht sich auf Energie, die während Phasenübergängen ohne Temperaturänderung absorbiert oder freigesetzt wird.
3. Gesamtenthalpie von Wasser (einschließlich Phasenwechsel und Erwärmung)
Wenn sowohl Phasenwechsel als auch Temperaturschwankungen vorliegen:
Gesamt H = (m × L) + (m × c × ΔT)
Die Anwendung erfolgt Schritt für Schritt:
- Verwenden Sie die Formel für latente Wärme, wenn Wasser die Phase ändert
- Verwenden Sie die Formel für fühlbare Wärme für Temperaturänderungen vor oder nach dem Phasenwechsel
Kurzreferenztabelle
Hier ist eine hilfreiche Tabelle für gängige Enthalpie-Szenarien mit 1 kg Wasser:
| Prozess | Temperaturänderung | Phasenwechsel | Gesamtenthalpie (kJ) |
|---|---|---|---|
| Erwärmung von 20°C auf 80°C | 60°C | Non | 251.2 |
| Eis (0°C) zu Wasser (0°C) | 0°C | Fusion | 334.0 |
| Kochendes Wasser bei 100°C | 0°C | Verdampfung | 2260.0 |
| Eis bis 50°C Wasser | Schmelzen + 50°C | Ja | 334.0 + 209.3 = 543.3 |
| Dampf (100 °C) bis 60 °C Wasser | -40 ° C | Kondensation + Kühlung | 2260.0 + 167.4 = 2427.4 |
Mit dieser Tabelle können der Wärmebedarf und die Energieübertragung bei gängigen thermischen Prozessen abgeschätzt werden.
Beispiel für einen Wasserenthalpierechner
Angenommen, Sie möchten berechnen, wie viel Energie erforderlich ist, um 2 kg Eis bei 0 °C in Wasser bei 50 °C umzuwandeln.
Schritt 1: Das Eis schmelzen
H₁ = m × L = 2 × 334,000 = 668,000 J = 668 kJ
Schritt 2: Erhitzen Sie das Wasser von 0°C auf 50°C
H₂ = m × c × ΔT = 2 × 4186 × 50 = 418,600 J = 418.6 kJ
Schritt 3: Gesamtenthalpie
Gesamt H = 668 + 418.6 = 1086.6 kJ
Es werden also 1086.6 kJ Energie benötigt.
Die häufigsten FAQs
Fühlbare Wärme verändert die Temperatur von Wasser, ohne dessen Phase zu ändern. Latente Wärme bewirkt einen Phasenwechsel (Eis zu Flüssigkeit, Flüssigkeit zu Gas), ohne dass sich die Temperatur ändert.
Ja. Der Rechner enthält Formeln für alle drei Phasen von Wasser: Eis (fest), Flüssigkeit und Dampf (gasförmig), einschließlich Phasenübergängen.
Wasser hat eine hohe spezifische Wärmekapazität. Das bedeutet, dass es mehr Wärme speichert und absorbiert als viele andere Substanzen. Dies ist entscheidend für die Klimatisierung, biologische Systeme und die Technik.