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스테파노 Stefano

15-10-22 20:00

(1) Reduced Temperature에 따른 Ethanol의 Enthalpy of vaporization은 다음과 같습니다
(출처: NIST, http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C74840&Units=SI&Mask=4#Thermo-Phase)

<인용시작/>

ΔvapH = A exp(-βTr) (1 − Tr)^β
ΔvapH = Enthalpy of vaporization (at saturation pressure) (kJ/mol)
Tr = reduced temperature (T / Tc)

View plot Requires a JavaScript / HTML 5 canvas capable browser.

Temperature (K) A (kJ/mol) β Tc (K) Reference
289. - 301. 29.43 0.3696 305.4 Majer and Svoboda, 1985

</인용끝>

해당싸이트를 방문하여 위의 글이 쓰여 있는 내용 중 "View Plot"라는 글자를 누르면 해당 온도구간에서 증발온도에 따른 잠열을 그래프로 나타나므로 개략 수치를 알아볼 수 있습니다. (그러나 -163도까지 나타나 있지는 않네요)

(2) 질문에서의 계산 방법은 적용할 수 없고 다음과 같은 방법으로 계산하되 기체 및 액체의 평균비열을 적용해서 계산해야 맞습니다.

-87.9도 액체---①증발--->-87.9도 증기......λ1=+487. (흡열, 잠열)
-87.9도 증기---②냉각--->-163도 증기 ......ΔH1=Cp*Δt ..(발열, 현열) Cp는 증기의 온도구간 평균비열, Δt는 음수값
-163도 증기----③액화--->-163도 액체 ......λ2 = 음수 (발열, 잠열)

위의 과정을 거치면서 시스템이 흡수하는 전체의 열량은
ΔH1=λ1 + Cp*Δt1 + λ2.....(1) 가 되는데
이 과정을 통해 λ2 값을 알아내기위해 좋은 방법은 -165도 액체를 -89.7도의 액체로 가열할 때 소요되는 열량만 알면 됩니다. Cp는 해당온도구간에서의 증기의 평균비열입니다.

ΔH2=Cp*Δt2 ...............(2) 여기서의 Cp은 해당온도 구간에서의 액체의 평균비열입니다.

(1)의 절대값은 (2)의 절대값과 정확히 같고 부호만 반대가 될 것입니다. 이 방법으로 계산하면

λ2 = ΔH1-{λ1 + Cp*Δt1} = ΔH2 - -{λ1 + Cp*Δt1} = Cp*Δt2 ..............(3)

주의해야 할 점은 증기와 액간의 비열이 차이가 있고 또한 해당온도구간에서의 기체 또는 액체이 평균비열이 적용되어야 맞다는 점이지요.

(1) Reduced Temperature에 따른 Ethanol의 Enthalpy of vaporization은 다음과 같습니다 
(출처: NIST,  http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C74840&Units=SI&Mask=4#Thermo-Phase)

<인용시작/>

ΔvapH = A exp(-βTr) (1 − Tr)^β
    ΔvapH = Enthalpy of vaporization (at saturation pressure) (kJ/mol)
    Tr = reduced temperature (T / Tc)

View plot Requires a JavaScript / HTML 5 canvas capable browser.

Temperature (K)	A (kJ/mol)	β	  Tc (K)	Reference
289. - 301.	     29.43	            0.3696	   305.4	Majer and Svoboda, 1985

</인용끝>

해당싸이트를 방문하여 위의 글이 쓰여 있는 내용 중 "View Plot"라는 글자를 누르면 해당 온도구간에서 증발온도에 따른 잠열을 그래프로 나타나므로 개략 수치를 알아볼 수 있습니다.  (그러나 -163도까지 나타나 있지는 않네요)

(2) 질문에서의 계산 방법은 적용할 수 없고 다음과 같은 방법으로 계산하되 기체 및 액체의 평균비열을 적용해서 계산해야 맞습니다.

-87.9도 액체---①증발--->-87.9도 증기......λ1=+487.      (흡열, 잠열)
-87.9도 증기---②냉각--->-163도 증기 ......ΔH1=Cp*Δt ..(발열, 현열)  Cp는 증기의 온도구간 평균비열,  Δt는 음수값
-163도 증기----③액화--->-163도 액체 ......λ2 = 음수       (발열, 잠열)

위의 과정을 거치면서 시스템이 흡수하는 전체의 열량은  
ΔH1=λ1 + Cp*Δt1 + λ2.....(1) 가 되는데  
이 과정을 통해 λ2 값을 알아내기위해 좋은 방법은 -165도 액체를 -89.7도의 액체로 가열할 때 소요되는 열량만 알면 됩니다. Cp는 해당온도구간에서의 증기의 평균비열입니다.

ΔH2=Cp*Δt2 ...............(2) 여기서의 Cp은 해당온도 구간에서의 액체의 평균비열입니다.

(1)의 절대값은 (2)의 절대값과 정확히 같고 부호만 반대가 될 것입니다.    이 방법으로 계산하면

λ2 = ΔH1-{λ1 + Cp*Δt1} =  ΔH2 - -{λ1 + Cp*Δt1} = Cp*Δt2  ..............(3)

주의해야 할 점은 증기와 액간의 비열이 차이가 있고 또한 해당온도구간에서의 기체 또는 액체이 평균비열이 적용되어야 맞다는 점이지요.