La chaleur latente de vaporisation décrit la quantité de chaleur qui doit être ajoutée à une quantité de liquide à sa température d’ébullition afin de convertir uniquement et complètement le liquide sous forme de vapeur. Cette chaleur de vaporisation est généralement un nombre de fois supérieur à la chaleur nécessaire pour élever la température du liquide de la température ambiante au point d’ébullition, ce qui explique pourquoi les aliments cuisent beaucoup plus rapidement lorsqu’ils sont cuits à la vapeur que lorsqu’ils sont bouillis. Vous pouvez calculer la chaleur latente de vaporisation pour n’importe quel liquide à partir des données publiées sur ses propriétés physiques.
Définir l’application. Dans cet exemple, l’eau du robinet bouillante à 15,6 degrés C-Fahrenheit (deg-F) est vaporisée dans une unité de distillation jusqu’à ce que 1 pinte ait été distillée. En supposant que le distillateur a une efficacité de vaporisation électrique de 0,8, vous pouvez calculer la quantité de chaleur en Btu (British Thermal Units) et en kW-heure (kilowattheures) qui doit être ajoutée au 1 pinte d’eau bouillante pour la convertir en vapeur.
Recherchez la valeur d’enthalpie de 1 livre d’eau liquide bouillante à 212 degrés F et de vapeur saturée à 212 degrés F dans les tables de vapeur publiées. La différence entre les deux valeurs, 180,17 BTU/livre (Btu/lb) et 1150,5 BTU/lb, respectivement, est la chaleur latente de vaporisation pour 1 livre d’eau. En soustrayant 180,17 de 1150,5, on obtient 970,33 BTU/lb.
Échellez la chaleur latente de vaporisation pour la livre d’eau jusqu’à indiquer la chaleur latente de vaporisation pour le 1 pinte produit par le distillateur. Une pinte d’eau pèse environ 0,943 kg, ce qui signifie que le produit de 970,33 BTU/lb par 2,08 équivaut à 2020,43 BTU pour vaporiser la pinte d’eau.
Définir l’application. Dans cet exemple d’alcool à friction (alcool isopropylique), vous pouvez calculer la quantité de Btu de refroidissement (chaleur latente de vaporisation) disponible en appliquant une bouteille entière de 473 ml d’alcool à friction (concentration de 60 pour cent dans l’eau) à des patients fiévreux dans un hôpital. Comme l’alcool s’évapore si facilement, la chaleur de vaporisation est extraite de la peau du patient avec laquelle il est en contact, ce qui donne la sensation de fraîcheur.
Recherchez la chaleur latente des données sur la vaporisation du propanol dans un recueil de données physiques. La fiche signalétique de l’alcool isopropylique indique que cette valeur est de 286 Btu/lb. La densité est de 0,785.
Corriger la valeur de l’étape 2 pour 16 onces de liquide à une concentration de 60 % d’alcool à friction. Les 454 g à une concentration de 60 % en volume constituent 272 g d’IPA, avec une densité (S.G) de 0,785. Il n’y a donc que 9,6 onces de liquide x 22,3gr/454gr/livre = 214kg d’IPA dans la bouteille de 454gr. La chaleur latente de vaporisation d’une bouteille de 454gr n’est donc que de 0,214kg x 286-Btu/lb = 134,7-Btu. Cela ne représente qu’environ 14 % de la valeur de l’eau, ce qui explique pourquoi le temps de refroidissement, bien qu’important, est si court avec l’IPA.
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