Stoffdaten (State Values)

T h e r m o d y n a m i k d e r E n e r g i e w a n d l u n g ( E n e r g y t h e r m o d y n a m i c s )

Hochschule Bremerhaven Stoffdaten 1 Prof. Dr.-Ing. U. Großmann

Die im Anhang beigefügten Tabellen, Diagramme, Bilder und Formblätter enthalten notwendige Angaben zum Lösen von Aufgaben!

The schedules, diagrams, figures and reply forms, added in the appendix, contain necessary specifications for the solving of task!

Anlagen:

• Tabelle charakteristischer Größen (molare Masse, Gaskonstante, Bildungsenthalpie etc.) ausgewählter Stoffe,

• Tabelle der mittleren spezifischen Wärme-kapazitäten ausgewählter Gase,

• Thermodynamische Eigenschaften von Wasser angegeben in Form von Diagrammen und Tabellen,

• Diagramm für feuchte Luft,

Appendix:

• Schedule of characteristic sizes (molar mass, gas constant, enthalpy of formation etc.) of selected materials,

• Schedule of the mesial specific heat-capacities of selected gases,

• Thermodynamic properties of water, indicated in the form of diagrams and of schedules,

• Diagram for humid air,


Tabelle 1: molare Masse , Gaskonstante R, spez. isobare Wärmekapazität oder , molare Bildungsenthalpie , molare absolute Entropie im Standardzustand von T

M~

opc pc

fh~ os~

0 = 298,15 K, p0 = 100 kPa.

Schedule 1: molar mass M , Gas constant R, specific isobaric heat-capacity or , molar enthalpy of formation , molar absolute entropy in the standard state of T

~

opc pc

fh~ os~

0 = 298,15 K, p0 = 100 kPa.

Stoff M R or Form ~ opc pc fh~ os~

(Substance) g/mol kJ/kgK kJ/kgK kJ/mol J/molK (Phase) O2 31,999 0,2598 0,91738 0 205,138 g H2 2,016 4,1244 14,298 0 130,684 g H2O 18,015 0,4615 1,8638 -241,818 188,825 g 4,179 -285,830 69,91 l He 4,003 2,0773 5,1931 0 126,150 g Ne 20,183 0,4120 1,0299 0 146,328 g Ar 39,948 0,2081 0,5203 0 154,843 g Kr 83,800 0,00922 0,2480 0 164,082 g Xe 131,300 0,0633 0,1583 0 169,683 g F2 37,997 0,2188 0,8238 0 202,78 g HF 20,006 0,41559 1,4562 -271,1 173,779 g Cl2 70,906 0,11726 0,4782 0 223,066 g HCI 36,461 0,22804 0,7987 -92,307 186,908 g S 32,064 0,25929 0,7061 0 31,80 rhomb. SO2 64,063 0,12978 0,5755 -296,83 248,22 g SO3 80,058 0,10395 0,6329 -395,72 256,76 g H2S 34,080 0,24396 1,0044 -20,63 205,79 g N2 28,013 0,29680 1,0397 0 191,61 g NO 30,006 0,27709 0,9946 90,25 210,76 g NO2 46,006 0,18073 0,8086 33,18 240,06 g N20 44,013 0,18891 0,8736 82,05 219,85 g NH3 17,031 0,48821 2,0586 -46,11 192,45 g N2H4 32,045 0,25946 3,085 50,63 121,21 l C 12,011 0,69224 0,7099 0 5,740 Graphit 0,5089 1,895 2,377 Diamant C0 28,010 0,29684 1,0404 -110,525 197,674 g C02 44,010 0,18892 0,8432 -393,509 213,74 g CH4 16,043 0,51826 2,009 -74,91 186,264 g CH3OH 32,042 0,25949 2,55 -238,66 126,8 l 1,370 -200,66 239,81 g CF4 88,005 0,094478 0,6942 -925,0 26,61 g CCl4 153,823 0,054052 0,856 -135,44 216,40 l CFCI3 137,369 0,060527 0,8848 -301,33 225,35 l COS 60,070 0,13840 0,6910 -142,09 231,57 g HCN 27,026 0,30765 1,327 135,1 201,78 g C2H2 26,038 0,31932 1,687 226,73 200,94 g C2H4 28,054 0,29638 1,553 52,26 219,56 g C2H6 30,070 0,27651 1,750 -84,68 229,60 g C2H50H 46,069 0,18048 2,419 -277,69 16 0,7 l 1,420 -235,10 282,7 g C3H8 44,097 0,18855 1,667 -103,9 270,0 g C6H6 78,115 0,10644 1,742 49,0 173,2 l



Tabelle2: Mittlere spez. Wärmekapazität als Funktion

der Celsius-Temperatur: in kJ/kgK. [ ]ϑ°C 0

opc

.

Schedule 2: Mesial specific heat capacity as a function

of the Celsius temperature: [ ] in kJ/kgK. ϑ

°C 0opc

ϑ °C Luft (Air) N2* N2 O2 CO2 H2O SO2

-60 1,003 1,0303 1,0392 0,9123 0,7831 1,8549 0,5915 -40 1,0032 1,0304 1,0392 0,913 0,7943 1,8561 0,5971 -20 1,0034 1,0304 1,0393 0,9138 0,8055 1,8574 0,6026 0 1,0037 1,0305 1,0394 0,9148 0,8165 1,8591 0,6083 20 1,0041 1,0306 1,0395 0,916 0,8273 1,8611 0,6139 40 1,0046 1,0308 1,0396 0,9175 0,8378 1,8634 0,6196 60 1,0051 1,031 1,0398 0,9191 0,8481 1,866 0,6252 80 1,0057 1,0313 1,0401 0,921 0,858 1,869 0,6309 100 1,0065 1,0316 1,0404 0,923 0,8677 1,8724 0,6365 120 1,0073 1,032 1,0408 0,9252 0,8771 1,876 0,642 140 1,0082 1,0325 1,0413 0,9276 0,8863 1,8799 0,6475 160 1,0093 1,0331 1,0419 0,9301 0,8952 1,8841 0,6529 180 1,0104 1,0338 1,0426 0,9327 0,9038 1,8885 0,6582 200 1,0117 1,0346 1,0434 0,9355 0,9122 1,8931 0,6634 250 1,0152 1,037 1,0459 0,9426 0,9322 1,9054 0,6759 300 1,0192 1,0401 1,049 0,95 0,9509 1,9185 0,6877 350 1,0237 1,0437 1,0526 0,9575 0,9685 1,9323 0,6987 400 1,0286 1,0477 1,0568 0,9649 0,985 1,9467 0,709 450 1,0337 1,0522 1,0613 0,9722 1,0005 1,9615 0,7185 500 1,0389 1,0569 1,0661 0,9792 1,0152 1,9767 0,7274 550 1,0443 1,0619 1,0712 0,986 1,0291 1,9923 0,7356 600 1,0498 1,067 1,0764 0,9925 1,0422 2,0082 0,7433 650 1,0552 1,0722 1,0816 0,9988 1,0546 2,0244 0,7505 700 1,0606 1,0775 1,087 1,0047 1,0664 2,0408 0,7571 750 1,066 1,0827 1,0923 1,0104 1,0775 2,0574 0,7633 800 1,0712 1,0879 1,0976 1,0158 1,0881 2,0741 0,7692 850 1,0764 1,093 1,1028 1,0209 1,0981 2,0909 0,7746 900 1,0814 1,0981 1,1079 1,0258 1,1076 2,1077 0,7797 950 1,0863 1,103 1,113 1,0305 1,1167 2,1246 0,7846 1000 1,091 1,1079 1,1179 1,035 1,1253 2,1414 0,7891 1050 1,0956 1,1126 1,1227 1,0393 1,1335 2,1582 0,7934 1100 1,1001 1,1172 1,1274 1,0434 1,1414 2,1749 0,7974 1150 1,1045 1,1217 1,1319 1,0474 1,1489 2,1914 0,8013 1200 1,1087 1,126 1,1363 1,0512 1,156 2,2078 0,8049 1250 1,1128 1,1302 1,1406 1,0548 1,1628 2,224 0,8084 1300 1,1168 1,1343 1,1448 1,0584 1,1693 2,24 0,8117 1400 1,1243 1,1422 1,1528 1,0651 1,1816 2,2714 0,8178 1500 1,1315 1,1495 1,1602 1,0715 1,1928 2,3017 0,8234 1600 1,1382 1,1564 1,1673 1,0775 1,2032 2,3311 0,8286 1700 1,1445 1,1629 1,1739 1,0833 1,2128 2,3594 0,8333 1800 1,1505 1,169 1,1801 1,0888 1,2217 2,3866 0,8377 1900 1,1561 1,1748 1,1859 1,0941 1,23 2,4127 0,8419 2000 1,1615 1,1802 1,1914 1,0993 1,2377 2,4379 0,8457

Anmerkung: Die Größe fasst den in der Umgebungsluft enthaltenen Stickstoff und die Edelgase als eine ∗2N

Größe zusammen. (The size summarizes as one size the nitrogen and the inert gases contained in the ambient air.)

∗2N



Thermodynamische Eigenschaften von Wasser Thermodynamic properties of water

ausgewählte Zustände

(selected states)

Druck (Pressure)

Volumen (Volume)

Temperatur(Temperature)

Volumen (Volume)

Enthalpieänderung

(change of enthalpy)

• am kritischen Punkt (Index c)

(at the critical point (Index c))

pc = 220,55 bar

cv ′ = 0,00311 m³/kg

ϑc = 373,98 °C

cv ′′′ = 0,00311 m³/kg rc = 0,0 kJ/kg

• am Tripelpunkt (Index Tr)

(at the triple point (Index Tr))

pTr = 0,00612 bar

Trv ′ = 0,001 m³/kg

ϑTr = 0,01 °C

Trv ′′′ = 205,97 m³/kg rTr = 2500,5 kJ/kg

• bei Umgebungsdruck (at ambient pressure)

Siedetemperatur (Index s)

(Boiling point (Index s)

ps = 1,0 bar

Sv ′ = 0,00104 m³/kg

ϑs = 99,63 °C

sv ′′′ = 1,694 m³/kg rs = 2257,9 kJ/kg

Gefriertemperatur (Index E)

(Freezing-temperature (Index E)

PE = 1,0 bar

Ev ′ = 0,001 m³/kg

ϑE = 0,0 °C

Ev ′′′ = 0,00107 m³/kg rE = 335,0 kJ/kg

1

10

100

1000

-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10

WasserWater

WasserdampfSteam

EisIce

Dampfdruckkurve

Steam-pressure curve

Schm

elzk

urve

Mel

ting

curv

e

Sublim

ation

skurve

Sublim

ation c

urve Tripelpunkt

Triple point

°C

mbar

Temperatur (Temperature) ϑ

Dru

ck (P

ress

ure)

ps

0

Bild 1: p,ϑ-Diagramm Figure 1: p,ϑ-Diagram



Bild 2: p,v-Diagramm Figure 2: p,v-Diagram

0

50

100

150

200

250

300

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045

500 °C

300 °C

200 °C

374,1 °C

x = 0,8x = 0,6

x = 0,4

x = 0,2

spez. Volumen (specific volume) vm³/kg

bar

Dru

ck (P

ress

ure)

p

C

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

500 b

ar

250 b

ar

100

bar

50 b

ar

10 b

ar

1 ba

r0,

1 ba

r

spez. Entropie (specific entropy) skJ/(kgK)

Tem

pera

tur

(Tem

pera

ture

) ϑ

°C

C

x = 0,0 x = 1,0x = 0,8x = 0,6x = 0,4x = 0,2

Bild 3: T,s-Diagramm Figure 3: T,s-Diagram



0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000 500 0

kJ/k

gKsp

ez. E

ntro

pie

(spe

cific

ent

ropy

) s

spez. Enthalpie (specific enthalpy) h

kJ/k

g

Cx

=1,0

x =

0,8

x =

0,6

x =

0,4

x =

0,2

x =

0,0

p =25

0 bar

100 b

ar

0,01

bar

20 bar

5 bar

1 bar

0,2 bar

0,05

bar

100°

C

ϑ =

500

°C40

0°C

300°

C20

0°C

Bild 4: h,s-Diagramm (gesamt) Figure 4: h,s-Diagram (total)



Bild 5: Enthalpie-Entropie Diagramm (Detail) Figure 5: Enthalpy-entropy diagram (Detail)



Bild 6: feuchte Luft Figure 6: humid air


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