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是低温水蒸气还是高温水蒸气可释放的潜热大?绝多数人会答错!

已有 6074 次阅读 2015-1-13 07:02 |系统分类:科研笔记|关键词:水,能源,凝结,潜热| 能源, 凝结, 潜热

长期被科学界忽视的现象,由于涉及到我的一个绿色能源的研究课题,值得总结出一个热力学新定律分享给大家:低温凝结相变,要比高温凝结相变释放更多的潜热!


不妨以水的热工数据计算证明之:

1摄氏度水蒸气的内能为2376.3kj/kg, 1度的液态水内能为4.2kj/kg,因而凝结将释放的潜热为2376.3-4.2= 2372kj/kg;

101度水蒸气的内能2507.2kj/kg,101度的液态水内能为423.3kj/kg, 因而凝结释放的潜热为2507.2-423.3= 2084kj/kg。

显见,1度的凝结潜热2372kj/kg > 101度的2084kj/kg, 大约12.2%!


对其他工质计算也会得到相同结论。

 

为什么会出现这种看似反常的结果呢? 现代科学研究已经证实,气态水是单分子结构,而液态水是多分子团结构。水分子团以氢键链接。而且低温液态水的大分子团所含的分子个数大于高温水分子团个数。沸点水分子团一般含有6个水分子。1度液态水分子团可能含有8个水分子。

 

分子团簇越大,聚合时释放的能量当然也越大。所以天然低温水蒸气,比人工锅炉加热的水蒸气更有劲!这里所说的“有劲”没有考虑显热,仅考虑等温相变的潜热。


显热也是有份量的,但与潜热相比要差一个数量级。1个水分子凝结潜热约0.4电子伏特,而1水分子1摄氏度落差的显热只有区区0.00078电子伏特。水再有劲,也比不上油。烧掉1个汽油分子释热约8电子伏特。


人工加热锅炉也不是瞎子点灯白费蜡,当热功应用的目标是提取显热或形变势能时,烧锅炉的价值就体现出来了,此时热计算就需要从焓值入手,而不能仅考虑分子内能。可惜当今最好的热机也逃不出卡诺循环的魔咒,那是纯粹要拼显热的,高低端温差拉大越高越好。再牛的技术从焓值中能抠出30%有用功就谢天谢地了。


顺便唠嗑一句,磁化确实能减小分子团尺寸,但是很多磁化水厂家过分夸大了磁化水的小分子团能力。




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