Come calcolare l'energia necessaria per riscaldare l'acqua ad alta pressione?


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Sto cercando di calcolare la quantità di energia richiesta per riscaldare 12.300 kg di acqua da 70 ° C a 25 MPa a 120 ° C a 40 MPa. Ho pensato di usare Q = mcT ma so che la capacità termica specifica dell'acqua varia leggermente con la pressione. Come posso calcolare l'energia richiesta poiché c varia?


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Per favore, chiariscici come richiede meno energia per causare un cambiamento di temperatura solo perché la pressione è più alta ... Quindi, se faccio un bagno e quando il rubinetto è chiuso, l'acqua è a 9 Bar, una volta che è nel bagno atmosferico deve essere più freddo ....
Mike solare

AFAIK il calore specifico dell'acqua liquida è indipendente dalla pressione. Dai un'occhiata ai tavoli CRC ("libro di gomma") o equivalenti.
Carl Witthoft,

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Il calore specifico dell'acqua liquida viene generalmente trattato come costante, poiché varia solo di qualche percento, ma varia. Nell'esempio sopra, è 4074 J / (kgK) a 25 MPa e 4029 J / (kgK) a 40 MPa, con una riduzione dell'1,1%.
Jonathan R Swift,

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Non posso fornire una risposta ufficiale alla domanda poiché è in attesa, ma l'energia richiesta per fare questo cambiamento è la differenza di energia interna tra i due stati, quindi usando i numeri mostrati nel mio commento sopra, sottrarre l'energia iniziale Q1 = 12300 * 4070 * 343.2 dall'energia finale Q2 = 12300 * 4029 * 393.2, per darti Q2-Q1 = 2305x10 ^ 6 Joule
Jonathan R Swift

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@SolarMike - Sì, quello che hai descritto è esattamente il caso. La pressione del vapore è più bassa alla pressione atmosferica che a 9 bar, il che significa che parte dell'acqua liquida che si trovava nei tubi si trasformerà in vapore una volta fuori dal tubo. Questa perdita di calore sensibile (ora immagazzinata come calore latente nel vapore) provoca il raffreddamento del liquido rimanente (nel bagno). L'energia interna totale del liquido + vapore non è cambiata, ma certamente la temperatura del liquido.
Jonathan R Swift il

Risposte:


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L'energia necessaria per effettuare questo cambiamento è la differenza di energia interna tra i due stati

Q=m((cv2×T2)(cv1×T1))

dove

m=12300kg

cv1=4074Jkg1K1

cv2=4029Jkg1K1

T1=343.2K

T2=393.2K

così

Q=12300((4029×393.2)(4070×343.2))=2305MJ

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