—
Eindtemperatuur
[°C]
[°C]
—
Eindtoestand
(fase)
(fase)
—
Samenstelling mengsel
[kg]
[kg]
—
Uitgewisselde warmte
[kJ]
[kJ]
—
Massa mengsel
[kg]
[kg]
Faseveranderingsdiagram — T als functie van de uitgewisselde warmte
Hoeveelheid 1
Hoeveelheid 2
verder dan het evenwicht (hypothetisch)
eindtoestand
ijs
vloeibaar water
stoom
Zo leest u het diagram. Op de horizontale as staat de warmte Q die van de warmste naar de koudste hoeveelheid is gevloeid. De warmste hoeveelheid daalt in temperatuur, de koudste stijgt. Waar de twee lijnen elkaar ontmoeten, hebben ze dezelfde temperatuur: dat is de eindtemperatuur. Horizontale stukken (0 °C en 100 °C) zijn faseovergangen: de temperatuur blijft constant terwijl er toch energie wordt uitgewisseld. Beweeg met de muis over het diagram om de toestand van beide hoeveelheden af te lezen.
Wat gebeurt er?
Voor en na het mengen
Schematisch: de hoogte van de vulling stelt de massa voor (niet het volume). Ijs drijft op het water, stoom zit bovenaan.
Enthalpieladder h [kJ/kg] — referentie: water van 0 °C = 0
Berekening stap voor stap
Enkel geldig bij atmosferische druk en zonder warmteverlies. Er wordt verondersteld dat het mengsel niet afkoelt naar de omgeving en dat het recipiënt zelf geen warmte opneemt. Bij 1 atm smelt ijs bij 0 °C en kookt water bij 100 °C.
Indicatieve berekening op basis van constante soortelijke warmtes voor ijs en water en een temperatuurafhankelijke cp voor stoom. De gebruikte constanten komen overeen met de tool "Faseveranderingen van water".
Hoeveelheid 1
Massa m₁
kg
Temperatuur T₁
°C
Ijs
Hoeveelheid 2
Massa m₂
kg
Temperatuur T₂
°C
Vloeibaar water
Voorbeelden om te verkennen
Formules
hijs = −Ls + cijs·T
hwater = cw·T
hstoom = hg + ∫cp dT
H = m₁·h₁ + m₂·h₂
hmix = H / (m₁ + m₂)
Q = m · Δh
hwater = cw·T
hstoom = hg + ∫cp dT
H = m₁·h₁ + m₂·h₂
hmix = H / (m₁ + m₂)
Q = m · Δh
h = specifieke enthalpie [kJ/kg]
h = 0 voor water van 0 °C
Ls = 334 kJ/kg (smelten)
Lv = 2 257 kJ/kg (verdampen, 1 atm)
cijs = 2,090 kJ/(kg·K)
cw = 4,186 kJ/(kg·K)
hg = cw·100 + Lv = 2 675,6 kJ/kg
cp,stoom(T) = 1,858 + 3,82·10⁻⁴·T + 2,11·10⁻⁶·T²
h = 0 voor water van 0 °C
Ls = 334 kJ/kg (smelten)
Lv = 2 257 kJ/kg (verdampen, 1 atm)
cijs = 2,090 kJ/(kg·K)
cw = 4,186 kJ/(kg·K)
hg = cw·100 + Lv = 2 675,6 kJ/kg
cp,stoom(T) = 1,858 + 3,82·10⁻⁴·T + 2,11·10⁻⁶·T²