Le calculateur d'enthalpie de l'eau mesure la variation d'énergie totale de l'eau due aux variations de température et/ou aux changements de phase (comme la fusion ou la vaporisation). C'est un outil essentiel en thermodynamique. gravure et découpe ingénierie, systèmes CVC et sciences environnementales. Il aide les utilisateurs à déterminer la quantité chaleur est absorbé ou libéré lorsque l'eau est chauffée, refroidie, évaporée ou condensée.
La calculatrice fait partie de la Calculateur de transfert de chaleur et de thermodynamique des changements de phase catégorie et est utile pour les analyses en laboratoire, la conception de systèmes industriels et les calculs d'énergie thermique.
Formule de calcul de l'enthalpie de l'eau
1. Chaleur sensible (enthalpie dans une seule phase)
H = m × c × ΔT
- H = Variation d'enthalpie (en joules ou kilojoules)
- m = Masse d'eau (en kg)
- c = Chaleur spécifique capacité de l'eau = 4186 J/kg·°C
- ΔT = Variation de température = Température finale − Température initiale (en °C)
Cette équation est utilisée lorsque l’eau reste dans une phase (solide, liquide ou gazeuse) et que seule la température change.
2. Chaleur latente (changement de phase impliqué)
Lorsque l'eau change d'état (de glace à liquide, ou de liquide à vapeur), utilisez :
H = m × L
- L = Chaleur latente (en J/kg) :
- Pour la vaporisation (liquide en gaz) : L = 2,260,000 XNUMX XNUMX J/kg
- Pour la fusion (solide à liquide) : L = 334,000 XNUMX J/kg
La chaleur latente fait référence à l’énergie absorbée ou libérée lors des transitions de phase sans changement de température.
3. Enthalpie totale de l'eau (y compris le changement de phase et le chauffage)
Si un changement de phase et une variation de température sont impliqués :
Total H = (m × L) + (m × c × ΔT)
Ceci s'applique étape par étape :
- Utiliser la formule de chaleur latente lorsque l'eau change de phase
- Utiliser la formule de chaleur sensible pour les changements de température avant ou après le changement de phase
Tableau de référence rapide
Voici un tableau utile pour les scénarios d'enthalpie courants impliquant 1 kg d'eau :
| Process | Changement de température | Changement de phase | Enthalpie totale (kJ) |
|---|---|---|---|
| Chauffage de 20°C à 80°C | 60 ° C | Aucun | 251.2 |
| Glace (0°C) à eau (0°C) | 0 ° C | Fusion | 334.0 |
| Eau bouillante à 100°C | 0 ° C | Vaporisation | 2260.0 |
| De la glace à l'eau à 50°C | Fusion + 50°C | Oui | 334.0 + 209.3 = 543.3 |
| Vapeur (100°C) à eau à 60°C | -40 ° C | Condensation + refroidissement | 2260.0 + 167.4 = 2427.4 |
Ce tableau peut être utilisé pour estimer les besoins de chauffage et les transferts d’énergie dans les processus thermiques courants.
Exemple de calculateur d'enthalpie de l'eau
Supposons que vous souhaitiez calculer la quantité d’énergie nécessaire pour convertir 2 kg de glace à 0 °C en eau à 50 °C.
Étape 1 : Faire fondre la glace
H₁ = m × L = 2 × 334,000 668,000 = 668 XNUMX J = XNUMX kJ
Étape 2 : Chauffer l'eau de 0°C à 50°C
H₂ = m × c × ΔT = 2 × 4186 × 50 = 418,600 418.6 J = XNUMX kJ
Étape 3 : Enthalpie totale
H total = 668 + 418.6 = 1086.6 kJ
Donc, 1086.6 kJ d’énergie sont nécessaires.
FAQ les plus courantes
La chaleur sensible modifie la température de l'eau sans en changer la phase. La chaleur latente provoque un changement de phase (de la glace à l'état liquide, puis de l'état liquide à l'état gazeux) sans variation de température.
Oui. La calculatrice inclut les formules des trois phases de l'eau : glace (solide), liquide et vapeur (gaz), y compris les transitions de phase.
L'eau possède une capacité thermique massique élevée, ce qui signifie qu'elle stocke et absorbe plus de chaleur que de nombreuses autres substances. Ceci est crucial pour la régulation du climat, les systèmes biologiques et l'ingénierie.