MMVF01 Termodynamik och strömningslära Repetitionsfr˚agor ...

CH. 14 — FUKTIG LUFT
14.1 Definiera eller förklara kortfattat
(a) fuktighetsgrad ω
= kvoten mellan massan vatten och massan torr luft i en fuktig luftmassa, ω = m v /m a . (s. 739)
(b) relativ fuktighet φ
= kvot mellan faktisk massa vatten och maximal massa vatten som kan existera i form av (mättad) ånga
vid ifrågavarande temperatur (i en viss volym), φ = m v /m g . För en ideal gasblandning (torr luft +
vattenånga) är φ = P v /P g , där P v är vattnets partialtryck och P g = P sat @ T . (s. 739/740)
(c) daggpunkt (daggtemperatur) T dp
Om en fuktig (omättad) luftmassa successivt kyls vid konstant vatteninnehåll (ω = konst.) utfälls till
slut vatten i form av vätska (dagg) vid en temperatur som kallas daggpunkten, T dp . Ideal gasblandning:
T dp = T sat @ Pv . (s. 742, Fig. 14-8)
(d) kylgräns (våt temperatur) T wb
Den temperatur som en fuktig trasa till slut uppnår om den kontinuerligt anblåses med fuktig luft av ett
visst tillstånd kallas luftens kylgräns eller luftens våta temperatur, T wb . (s. 743/4, Fig. 14-11)
Illustrera i psykrometriskt diagram. Se Fig. 14-14/15.
14.2 Härled sambandet mellan fuktighetsgrad ω och relativ fuktighet φ för vanlig luft (torr luft
+ vattenånga). Komponenterna (med kända molvikter) kan betraktas som ideala gaser.
Betrakta en viss volym V, totalt tryck P . Enl. definition av ω och φ samt ideala gaslagen: ω = m v /m a =
[ P v V/(R v T ) ]/[ P a V/(R a T ) ] = (P v /P a )(R a /R v ), , φ = m v /m g = P v /P g . Med R = R u /M, P a = P − P v
enligt Daltons lag samt P v = φP g fås ω = (M v /M a )φP g /(P − φP g ), där P g är vattens mättnadstryck vid
luftens temperatur. (M v /M a = 18.015/28.97 = 0.622). (s. 739/740)
14.3 En fuktig omättad luftström passerar genom en sektion där luften kyls till en temperatur
som är lägre än inkommande lufts daggpunkt. Eventuellt kondensat avskiljs kontinuerligt.
Hur förändras luftens fuktighetsgrad ω och relativa fuktighet φ? Illustrera i schematiskt
psykrometriskt diagram.
Innan dagg utskiljs är fuktighetsgraden ω konstant, relativ fuktighet φ ökar. Dagg utskiljs vid daggpunkten
som ligger på mättnadslinjen (φ = 100%). Eftersom kondensatet avskiljs kontinuerligt sker den fortsatta
kylningen med luften i mättat tillstånd (φ = 100%), fuktighetsgraden minskar. (s. 752/3, Fig. 14-25)
CH. 16 — FASJÄMVIKT
16.1 (a) Visa att dG ≤ 0 för enkla kompressibla system vid konstant tryck och temperatur vid
enbart kvasistatiskt volymändringsarbete (G = H − T S).
Andra huvudsatsen: dS ≥ δQ/T (slutet system). Enkelt kompressibelt system med enbart volymändringsarbete:
δQ − P dV = dU; H = U + P V; konstant tryck: dH = dU + P dV; konstant temperatur: dG =
dH − T dS, d.v.s. δQ = dU + P dV = dH = dG + T dS ≤ T dS, d.v.s. dG ≤ 0. (s. 818/9)
(b) Visa att g f = g g vid fasomvandling för ett rent ämne vid konstant tryck (g = Gibbs
funktion, per massenhet).
Vid fasomvandling vid konstant tryck är även temperaturen konstant (eller vice versa). Processer vid
konstant tryck och temperatur: dG ≤ 0; vid jämvikt: dG = 0, d.v.s. g f dm f + g g dm g = 0. Eftersom
m = m f + m g är dm g = −dm f , d.v.s. (g f − g g )dm f = 0, eller g f = g g . (s. 832)
(c) Ange Gibbs fasregel. Klarlägg ingående storheter.
IV = C − PH + 2, där IV antalet oberoende (intensiva) variabler, C är antalet komponenter, och PH
antalet närvarande faser vid jämvikt. (s. 833)
Christoffer Norberg, tel. 046-2228606, christoffer.norberg@energy.lth.se
14