De Waterenthalpiecalculator meet de totale energieverandering in water als gevolg van temperatuurvariatie en/of faseveranderingen (zoals smelten of verdampen). Dit is een essentieel hulpmiddel in de thermodynamica. chemisch engineering, HVAC-systemen en milieukunde. Het helpt gebruikers te bepalen hoeveel warmte wordt geabsorbeerd of vrijgegeven wanneer water wordt verwarmd, gekoeld, verdampt of gecondenseerd.
De rekenmachine is onderdeel van de Rekenmachine voor warmteoverdracht en faseveranderingsthermodynamica categorie en is waardevol voor laboratoriumanalyses, ontwerp van industriële systemen en berekeningen van thermische energie.
Formule van de waterenthalpiecalculator
1. Voelbare warmte (enthalpie in een enkele fase)
H = m × c × ΔT
- H = Enthalpieverandering (in joule of kilojoule)
- m = Massa water (in kg)
- c = Specifieke hitte capaciteit van water = 4186 J/kg·°C
- AT = Temperatuurverandering = Eindtemperatuur − Begintemperatuur (in °C)
Deze vergelijking wordt gebruikt wanneer water in één fase blijft (vast, vloeibaar of gasvormig) en alleen de temperatuur verandert.
2. Latente warmte (betrokken bij faseverandering)
Wanneer water van toestand verandert (van ijs naar vloeistof, of van vloeistof naar damp), gebruik dan:
H = m × L
- L = Latente warmte (in J/kg):
- Voor verdamping (vloeistof naar gas): L = 2,260,000 J/kg
- Voor fusie (vast naar vloeibaar): L = 334,000 J/kg
Latente warmte verwijst naar energie die wordt geabsorbeerd of vrijgegeven tijdens faseovergangen zonder dat de temperatuur verandert.
3. Totale enthalpie van water (inclusief faseverandering en verwarming)
Als er zowel sprake is van faseverandering als temperatuurvariatie:
Totaal H = (m × L) + (m × c × ΔT)
Dit wordt stap voor stap toegepast:
- Gebruik de formule voor latente warmte wanneer water van fase verandert
- Gebruik de formule voor voelbare warmte voor temperatuurveranderingen vóór of na de faseverandering
Snelle referentietabel
Hier is een handige tabel voor veelvoorkomende enthalpiescenario's met 1 kg water:
| Proces | Temperatuurverandering | Phase Change | Totale enthalpie (kJ) |
|---|---|---|---|
| Verwarmen van 20°C tot 80°C | 60 ° C | Geen | 251.2 |
| Van ijs (0°C) naar water (0°C) | 0 ° C | fusie | 334.0 |
| Kokend water van 100°C | 0 ° C | Verdamping | 2260.0 |
| IJs tot 50°C water | Fusie + 50°C | Ja | 334.0 + 209.3 = 543.3 |
| Stoom (100°C) tot 60°C water | -40 ° C | Condensatie + koeling | 2260.0 + 167.4 = 2427.4 |
Deze tabel kan worden gebruikt om de verwarmingsbehoefte en energieoverdracht bij gangbare thermische processen te schatten.
Voorbeeld van een waterenthalpiecalculator
Stel dat u wilt berekenen hoeveel energie nodig is om 2 kg ijs bij 0°C om te zetten in water bij 50°C.
Stap 1: Smelt het ijs
H₁ = m × L = 2 × 334,000 = 668,000 J = 668 kJ
Stap 2: Verwarm het water van 0°C tot 50°C
H₂ = m × c × ΔT = 2 × 4186 × 50 = 418,600 J = 418.6 kJ
Stap 3: Totale enthalpie
Totaal H = 668 + 418.6 = 1086.6 kJ
Er is dus 1086.6 kJ aan energie nodig.
Meest voorkomende veelgestelde vragen
Voelbare warmte verandert de temperatuur van water zonder de fase te veranderen. Latente warmte veroorzaakt een faseverandering (ijs naar vloeistof, vloeistof naar gas) zonder temperatuurverandering.
Ja. De rekenmachine bevat formules voor alle drie de fasen van water: ijs (vast), vloeistof en stoom (gas), inclusief faseovergangen.
Water heeft een hoge soortelijke warmtecapaciteit, wat betekent dat het meer warmte opslaat en absorbeert dan veel andere stoffen. Dit is cruciaal voor klimaatbeheersing, biologische systemen en techniek.