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Die Verdampfungsenthalpie Δhv (siehe Bild 1 Δhv=h2-h1) lässt sich überschlägig bei einer gegebenen Temperatur und innerhalb der Grenzen Siedepunkt bis kritische Temperatur berechnen.
Bild 1
Diese Temperaturabhängigkeit Δhv lässt sich mit der Watson-Gleichung berechnen.
Hierin sind:
Δhv1 = Verdampfungsenthalpie am Siedepunkt [KJ/Kg]
Δhv2 = Gesuchte Verdampfungsenthalpie bei der Temperatur T [KJ/Kg]
Tkrit = Kritische Temperatur [K].
Tsp = Temperatur am Siedepunkt [K]
R = Allgemeine Gaskonstante 8,3144 [KJ/Kmol K]
M = Molare Masse [Kg/Kmol]
Oftmals findet man in der Literatur den Wert von n=0,38 für den Exponenten. Wir haben uns jedoch entschlossen, individuelle Exponenten zu berechnen. Gemäß Viswnnath und Kulor wird folgender Berechnungsansatz vorgeschlagen.
Bild 1
Da wir die Stoffwerte bezogen auf die Masse verwenden, haben wir die Gleichung für uns umgestellt.
Ein Beispiel soll verdeutlichen, wie die Verdampfungsenthalpie berechnet wird. Es soll die Verdampfungsenthalpie von Stickstoff bei der Temperatur T=106 K berechnet werden.
Gegeben sind:
Tkrit = 126,26 K, Tsp = 77,36 K (Siedepunkt bei 1,01325 bar abs), Δhv1 = 198,6 KJ/Kg
Δhv2 = 144,94 KJ/Kg.
Tatsächlich beträgt die Verdampfungsenthalpie bei der Temperatur von 106 K, Δhv2 = 145,9 KJ/Kg. Die Berechnung ist für viele Fälle hinreichend genau.
Alternativ bietet sich auch die DIPPR-Gleichung 106 an. Mit Hilfe dieser Gleichung und mit Kenntnis der Parameter a bis e sowie der kritischen Temperatur des entsprechenden Gases lässt sich die Verdampfungsenthalpie sehr genau berechnen.
DIPPR-Gleichung 106 bzw. erweiterte Watson-Gleichung:
In den Diagrammen unterhalb wurde die Verdampfungsenthalpie für Stickstoff, Sauerstoff und Argon mit der einfachen Watson-Gleichung und der DIPPR 106 Gleichung (erweiterten Watson-Gleichung) gerechnet.
Hier können Sie online die Verdampfungsenthalpie für ausgewählte Gase berechnen
Online Berechnung Verdampfungsenthalpie
