25.Термодинамічні параметри вологопереносу

Відомо, що потенціалом переносу пароподібної вологи у вологім повітрі є хімічний потенціал, який є функцією температури й парціального тиску пари. Отже, в області гігроскопічного стану хімічний потенціал пароподібної вологи може бути виражений через вологовміст і температуру тіла. В області вологого стану тіла хімічний потенціал, розрахований на одиницю маси поглиненої води, дорівнює хімічному потенціалу вільної води, тобто буде величиною постійної. Тому в області вологого стану хімічний потенціал вологи не може служити в якості потенціалу переносу вологи.За аналогією з тепловим потенціалом (температурою) уведемо поняття потенціалу переносу вологи. Із цією метою використовуємо наступні досвідчені факти. У стані термодинамічної рівноваги, наприклад при гігротермічній рівновазі, існує певний розподіл вологи в тілі або системі тел. При збільшенні загальної маси вологи росте її зміст в окремих частинах тіла. Потенціал вологопереносу є деяка функція вологовмісту й зовнішніх параметрів, які в стані термодинамічної рівноваги повинні бути однакові у всіх частинах тіла або системи тел. За аналогією з питомою теплоємністю з уведемо поняття питомої ізотермічної вологоємності по співвідношенню ,де — частинна похідна від питомого вологовмісту по потенціалу вологопереносу при постійній температурі. Якщо питома вологоємність ст постійна, то зі співвідношення (25.1) випливає:

де b — деяка постійна. Отже, потенціал вологопереносу при постійній температурі й вологоємності є лінійною функцією вологовмісту. Розмірність питомої вологоємності – кг/кг°М, де °М позначає масообмінний (вологообмінний) градус.

При постійній питомій вологоємності в області малих значень вологовмісту з формули (25.2) одержимо: і = с_тθ, т.е. шкала потенціалу вологопереносу аналогічна шкалам Цельсія в області позитивних температур. Згідно із прийнятою шкалою вологоперенос від одного тіла до іншого походить від тіла з більшим потенціалом до тіла з меншим потенціалом. У стані термодинамічної рівноваги потенціали тіл, що перебувають у зіткненні, рівні один одному , а питомі вологовмісти не однакові. З формули (25.3) випливає, що при

т.е. відношення питомих вологовмістів пропорційно їх вологоємностям. Для того самого тіла й тобто розподіл вологовмісту в тілі в стані рівноваги буде рівномірним (див. мал. 1-30). Кількість вологи , яка перейшла від одного тіла до іншого при зіткненні тіл з різними потенціалами: ,

де й - потенціали вологопереносу відповідно до початку вологообміну й наприкінці його; М_о — маса абсолютно сухого тіла. Формула (25.5) аналогічна елементарній формулі теплообміну де — питома теплоємність тіла. |

Добуток питомої вологоємності ст на масу абсолютно сухого тіла М₀ назвемо вологоємністю тіла .Добуток рівний відношенню С_т/V₀, є об'ємною вологоємністю тіла. Співвідношення слушні для тіл з постійною вологоємністю. Якщо вологоємність змінюється залежно від потенціалу вологопереносу , а отже, і від вологовмісту й, то в цих співвідношеннях під величиною с_m треба розуміти середню питому вологоємність в інтервалі потенціалу вологопереносу .Дійсна питома вологоємність перебуває по співвідношенню і чисельно дорівнює тангенсу кута нахилу дотичній до кривої, що визначає залежність вологовмісту від потенціалу масопереносу при постійній температурі.