Теплоемкость водорода при различных температурах и давлениях
Теплоемкость водорода С в интервале температур 0—500 °C и давлениях до 5 МПа составляет 13,5—15,0 кДж/(кг-К) против 2,5—3,0 кДж/(кг -К) для углеводородов и нефтяных паров.
Зависимость теплоемкости газов, паров и легких углеводородов от температуры и давления
Зависимость теплоемкости от температуры для реальных газов является функцией температуры при низком давлении (до 5 ат), а при высоком давлении — функцией температуры и давления.
Зависимость истинной теплоемкости при постоянном давлении от температуры выражается эмпирическими уравнениями, например:
С = а + ЬТ +сГ, (10.4)
где а, Ь, с — эмпирические коэффициенты, найденные для каждого вещества экспериментально; Т— температура, при которой определяют значение теплоемкости вещества, К.
Уравнения, по которым можно рассчитать теплоемкость некоторых газов, приведены в литературе [11, табл. 6—9].
Теплоемкость некоторых газов в зависимости от температуры можно определить по графику, приведенному на рис. 10.1.
4.0
- 1,5
- 1.5
-100 0 100 200 300 400 500 600
Температура, °C
Рис. 10.1. Зависимость удельной теплоемкости С, углеводородных газов при атмосферном давлении от температуры [12, рис. 11.23]
При повышенном давлении теплоемкость газообразных углеводородов и их смесей определяется по уравнению
С =С + ДС, (10.5)
р рО р7 v 7
где С— мольная теплоемкость углеводородов при температуре и давлении системы; С— в идеальном состоянии при температуре системы; — поправка на давление.
р
Истинные значения теплоемкости водорода для различных температур и давлений приведены в табл. 10.2.
Таблица 10.2
Истинные теплоемкости водорода (С ) [5, табл. 5]
|
Давление, атм |
Значения истинной массовой теплоемкости (ккал/(кг • К)) при температуре, °C |
||||||
|
0 |
50 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
|
|
0 |
3,393 |
3,437 |
3,455 |
3,467 |
3,475 |
— |
— |
|
1 |
3,394 |
3,438 |
3,456 |
3,468 |
3,475 |
— |
— |
|
10 |
3,401 |
3,442 |
3,458 |
3,470 |
4,477 |
— |
— |
|
25 |
3,42 |
3,45 |
3,47 |
3,48 |
3,48 |
3,49 |
3,51 |
|
50 |
3,43 |
3,46 |
3,48 |
3,48 |
3,49 |
3,50 |
3,51 |
|
75 |
3,45 |
3,48 |
3,49 |
3,49 |
3,49 |
3,50 |
3,51 |
|
100 |
3,46 |
3,49 |
3,49 |
3,49 |
3,49 |
3,50 |
3,51 |
|
150 |
3,49 |
3,50 |
3,51 |
3,50 |
3,50 |
3,50 |
3,52 |
|
200 |
3,51 |
3,50 |
3,52 |
3,50 |
3,50 |
3,51 |
3,52 |
|
300 |
3,55 |
3,54 |
3,54 |
3,52 |
3,51 |
3,51 |
3,52 |
Мольная теплоемкость вещества Ср в идеальном газовом состоянии может быть рассчитана по удельной теплоемкости, определенной по графику, представленному на рис. 10.1.
Поправка на давление ДС в зависимости от приведенных параметров определяется по графику, приведенному на рис. 10.2.
Массовую теплоемкость паров нефтяных фракций при относительно небольшом (до 1,5 МПа) давлении, не содержащих значительных количеств непредельных и ароматических углеводородов, можно найти по графику, представленному на рис. 10.3.
