130℃ के धुएँ को 60℃ तक ठंडा करने हेतु, पानी की मात्रा का निर्धारण कैसे किया जाए?
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130℃ पर मौजूद धुएँ को 60℃ तक ठंडा किया जाता है; क्या इस स्थिति में पानी की मात्रा की गणना पूरे वाष्पीकरण के आधार पर की जा सकती है? मार्गदर्शन चाहिए, धन्यवाद!
{:3_54:} यह तो बिल्कुल गलत है। यदि आप वाष्पीकरण की प्रक्रिया के आधार पर ही गणना करें, तो आपके ठंडा करने वाले माध्यम का तापमान 100 डिग्री सेल्सियस ही रहेगा। ऐसे में आपके प्रक्रिया-माध्यम का तापमान 60 डिग्री सेल्सियस तक कैसे घट सकता है? यदि ऐसा संभव न हो, तो अलग-अलग ही गणना करें – पहले धुएँ का तापमान 100 डिग्री सेल्सियस तक लाएं, फिर 100 से 60 डिग्री सेल्सियस तक लाएं। जल की मात्रा की गणना भी अलग से ही करनी होगी।
वास्तविक जल-उपयोग निश्चित रूप से इससे थोड़ा अधिक होगा, लेकिन अंतर बहुत ज्यादा नहीं होगा।
अद्विसरणीय गणना के अनुसार, 130 डिग्री सेल्सियस पर मौजूद धुएँ के तापमान कम होने पर उत्पन्न होने वाली ऊष्मा, जल द्वारा अवशोषित कर ली जाती है, जिससे जल वाष्पित धुएँ के तापमान को कम करने हेतु आवश्यक ऊष्मा Q, ऊष्मा-परिवर्तन के बराबर होती है। इसके लिए धुएँ की संरचना के आधार पर 130 डिग्री एवं 60 डिग्री पर उसकी ऊष्मा मानों की गणना करनी आवश्यक है। जल के वाष्पीकरण में दो तत्व शामिल हैं – तापमान-वृद्धि से उत्पन्न ऊष्मा Cm△T, एवं वाष्पीकरण हेतु आवश्यक ऊष्मा mr। रसायन विज्ञान संबंधी जानकारी का सहारा लिया जा सकता है। यह तो काफी सरल ऊर्जा-हिसाब होना चाहिए।
वास्तविक उपयोग मात्रा के लिए, कोक भट्टियों से प्राप्त कोयले की गैस के शीतलन को देखा जा सकता है; इस प्रक्रिया पर ऊष्मा-हस्तांतरण एवं पदार्थ-हस्तांतरण की गणना केवल ऊष्मा-संतुलन के आधार पर ही की जा सकती है।
इसके लिए पानी के तापमान एवं धुएँ की मात्रा पर भी ध्यान देना होगा, है ना? यदि धुएँ में जलवाष्प हो, तो वह भी तरल हो जाता है; ऐसी स्थिति में पानी की आवश्यकता अधिक हो जाती है।