4.6 Учет фазовых переходов при расчете эксергии.
Если при девальвации вещества происходят фазовые переходы, то необходим их учет. Пусть фазовый переход происходит при температуре Тtr c энтальпией перехода trН0. В этом случае можно записать:
На рисунке 4.4. представлена температурная зависимость термомеханической составляющей для некоторых алканов при р=р0. Фазовые переходы изображены вертикальными отрезками.
Пример 2. Рассчитаем термомеханическую эксергию гексана в различных агрегатных состояниях при р=101325 Пa и в интервале температур от 10 до 600 К.
Для расчета воспользуемся формулой (4-5). Причем механическая составляющая ( последних два слагаемых ) будет равна нулю, так как
р = р0 =101325 Па. Результаты представлены в таблице 4.2 и на рисунке 4.4.
Таблица 7.2: Значения термомеханической эксергии гексана в различных агрегатных состояниях в интервале температур 10-600 К для давления 101325 Па.
Т,К |
СS, Дж/мольК |
ЕТ, Дж/моль |
|||||
Кристалл |
|||||||
10 |
1,715 |
1241,78 |
|||||
20 |
10,83 |
5711,86 |
|||||
30 |
22,92 |
9546,67 |
|||||
40 |
34,38 |
11714,95 |
|||||
50 |
45,16 |
12835,32 |
|||||
60 |
54,57 |
13089,14 |
|||||
70 |
62,65 |
12774,31 |
|||||
80 |
70,08 |
12200,03 |
|||||
90 |
76,72 |
11428,99 |
|||||
100 |
82,83 |
10565,54 |
|||||
110 |
88,4 |
9648,00 |
|||||
120 |
93,63 |
8726,11 |
|||||
130 |
98,76 |
7834,93 |
|||||
140 |
103,78 |
6977,94 |
|||||
150 |
108,88 |
6169,96 |
|||||
160 |
113,97 |
5405,07 |
|||||
170 |
119,05 |
4684,64 |
|||||
177,86 |
123,03 |
4150,33 |
|||||
Фазовый переход кр ж |
плН, Дж/моль |
Еtr, Дж/моль |
|||||
13080,00 |
-8846,25 |
||||||
жидкость |
|||||||
177,86 |
169,84 |
5729,43 |
|||||
180 |
169,93 |
5490,16 |
|||||
190 |
170,48 |
4464,57 |
|||||
200 |
171,41 |
3581,64 |
|||||
210 |
172,66 |
2822,71 |
|||||
220 |
174,24 |
2174,24 |
|||||
230 |
176,2 |
1625,47 |
|||||
240 |
178,59 |
1167,26 |
|||||
250 |
181,15 |
790,70 |
|||||
260 |
183,83 |
491,05 |
|||||
270 |
186,66 |
264,86 |
|||||
280 |
189,66 |
109,23 |
|||||
290 |
192,81 |
21,88 |
|||||
298,15 |
195,48 |
0,00 |
|||||
300 |
196,1 |
1,12 |
|||||
310 |
200,24 |
45,94 |
|||||
320 |
204,34 |
156,02 |
|||||
330 |
208,69 |
331,61 |
|||||
340 |
213,29 |
573,40 |
|||||
341,7 |
214,10 |
621,16 |
|||||
Фазовый переход ж газ |
испН, Дж/моль |
Еtr |
|||||
31550,00 |
4021,08 |
||||||
Идеальный газ |
|||||||
|
Ср, Дж/мольК |
|
|||||
341,7 |
159,41 |
462,48 |
|||||
350 |
162,69 |
658,18 |
|||||
400 |
181,83 |
2588,04 |
|||||
450 |
199,91 |
5820,59 |
|||||
500 |
216,92 |
10347,89 |
|||||
550 |
232,87 |
16134,97 |
|||||
600 |
247,76 |
23126,96 |
|||||
Рис 4.4. Термомеханическая эксергия некоторых алканов как функция температуры.