Адиабатическое охлаждение воздуха

ПРИЧИНЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА ПРИ АДИАБАТИЧЕСКОМ ИСПАРЕНИИ ВОДЫ

Когда вода испаряется в изолированной системе без подвода тепла извне (адиабатический процесс), энергия для фазового перехода жидкости в пар забирается из самого воздуха. Это приводит к снижению его температуры.

Механизм преобразования энергии:

1. Тепло воздуха → Энергия испарения:
   Воздух теряет свое явное тепло (которое мы ощущаем как температуру). Это тепло расходуется на разрыв связей между молекулами воды при испарении.

2. Сохранение общей энергии:
   Общее теплосодержание воздуха (энтальпия) не меняется, но меняется форма энергии:

   • Уменьшается явное тепло → Падает температура.

   • Увеличивается скрытое тепло пара → Растет влажность воздуха (так как добавляется водяной пар).

3. Пропорциональность:
   Степень охлаждения зависит от потери явного тепла, а рост влажности — от увеличения скрытого тепла пара.

Цифры и примеры:

• Энергия испарения: чтобы испарить 1 кг воды при комнатной температуре, воздух должен отдать ~0.7 кВт·ч (2500 кДж) тепла.

• Визуализация на i-d диаграмме:
  Процесс идет по линии постоянной энтальпии (i=const).
  Пример: Воздух с начальными параметрами 25°C и 5% RH, отдавая тепло на испарение воды, охлаждается до 14.5°C, а его влажность повышается до 51% RH. При этом его энтальпия остается неизменной.