الحرارة النوعية والحرارة الكامنة

الحرارة النوعية: عند تسخين المواد في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية، طالما أن حالتها لا تتغير، فإن إضافة الحرارة يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المادة. ويمكن معرفة كمية الحرارة المضافة من خلال تغير درجة الحرارة. أما الحرارة التي تؤدي إلى تغير درجة حرارة المادة دون أن تغير حالتها، فتُسمى الحرارة النوعية. الحرارة الخفية: على سبيل المثال، عند تسخين الماء في الحالة السائلة، يرتفع درجة حرارة الماء. وعندما تصل إلى نقطة الغليان، فإنه رغم استمرار إضافة الحرارة، لا ترتفع درجة حرارة الماء، بل تظل ثابتة عند نقطة الغليان. الحرارة المضافة تُستخدم فقط لتحويل الماء إلى بخار، أي من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. الحرارة التي تسبب تغيير حالة المادة دون تغيير درجة حرارتها (وتُعرف أيضًا بالتحول الطوري) تُسمى الحرارة الكامنة. الحرارة المطلوبة لتحويل كيلوغرام واحد من السائل إلى بخار مشبع عند نفس درجة الحرارة، تُسمى الطاقة النوعية للتبخر عند تلك الدرجة، وتُرمز إليها بالرمز r، ووحدتها كيلوجول/كغ.

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة ylb913 في تاريخ 2016-11-20 الساعة 06:52. درجة الحرارة المشبعة للبخار عند ضغط 1000 كيلوباسكال (ضغط مطلق) هي 179.9 درجة مئوية، أما درجة الحرارة المشبعة للبخار عند ضغط 1000 كيلوباسكال (ضغط نسبي) فهي 184.0 درجة مئوية. عند بقاء الضغط ثابتًا، فإن البخار الذي تكون درجة حرارته أعلى يُسمى بخارًا مفرط التسخين. لنفترض أن 1000 كيلوباسكال هو الضغط المطلق، فإن البخار عند درجة حرارة 300 درجة مئوية يظل بخارًا حتى ينخفض تدريجيًا إلى 179.9 درجة مئوية، وفي هذه المرحلة يتم إطلاق الحرارة الظاهرية فقط. أما عند الوصول إلى درجة 179.9 درجة مئوية، فيبدأ البخار في التكثف، وعندها فقط يتم إطلاق الحرارة الكامنة. لتسخين شيء ما، يقل درجة حرارة البخار بمقدار 30 درجة مئوية فقط، ليصبح الدرجة النهائية 270 درجة مئوية. وهذه الدرجة أعلى بكثير من درجة الحرارة المشبعة للبخار تحت نفس الضغط، لذا يظل البخار مسخنًا جدًا. وخلال هذه العملية، يتم إطلاق جزء فقط من الحرارة الظاهرة. ——في الوقت نفسه، عندما تقوم بتسخين وسط آخر داخل برج التقطير، فإن هناك متطلبات معينة لدرجة الحرارة النهائية لذلك الوسط. في هذه الحالة، يتم استخدام كمية صغيرة جدًا من الحرارة النوعية للبخار، كما يجب التحكم في درجة حرارة مخرج البخار، وهو أمر صعب التحقيق. إنه ليس مجرد مسألة تحكم، بل المسألة الأهم هي تصميم مبدل التبريد.

شكرًا على شرحك، لكن في التطبيق العملي نواجه فعلاً مثل هذه المشكلة؛ فعند انخفاض درجة الحرارة، يُعتقد دائمًا أن الحل هو زيادة البخار، لكن درجة حرارة البرج تنخفض بسرعة كبيرة، وفي النهاية يجب خفض كمية البخار لتثبيت درجة الحرارة

يبدو أن الأمر يتم عن طريق تزويد كمية كبيرة من البخار لمنع تكثفه وإطلاق الحرارة الكامنة.