A nedves levegő fajlagos entalpiája

A levegő hőtani állapotát a fajlagos entalpiájával fejezzük ki:

A termodinamikában használatos diagramok a kétdimenziós papíron két jellemzőt ábrázolnak, ilyenek pl. a p-v diagram illetve a p-h diagram. Csakhogy számunkra szükséges egy új jellemző: a levegő összetétele, amelyet az y tömegaránnyal fejezünk ki. Az y tömegarányt a továbbiakban abszolút nedvességtartalomnak fogjuk nevezni. A fenti feltételeknek megfelelően az egyik állapotjelzőt konstansnak kell vennünk. Ez a nyomás. Ez megtehető azért, mert izobár viszonyok állnak fenn mindazon készülékekben, amelyekben a. levegő állapotát vizsgálni fogjuk (szárítók, klímaberendezések). Másrészről, azzal az előnnyel jár, hogy a közölt hőmennyiségek egyenlőek az entalpia változásával. Ezen szempontok alapján szerkesztette meg Mollier a levegő h-y (entalpia-nedvességtartalom) diagramját (hivatkozás).

Az entalpia és a hőközlés közötti kapcsolatot az entalpia differenciálásával deríthetjük fel:

Állandó nyomáson az egyenlet utolsó tagja nullává válik; ekkor az egyenlet jobboldala a hőközlés (ezesetben az egységnyi tömegű anyaggal közölt hő)

A nedves levegő entalpiáját valamilyen kezdőállapothoz viszonyítva három hőközlés növeli:

a száraz levegő felmelegítésének hőnennyisége

a vízgőz felmelegítésének hőmennyisége

a vízgőz elpárologtatásának hőmennyisége.

Itt c_l a levegő fajlagos hőkapacitása, c_g a vízgőzé; c_r a fajlagos párolgáshő. A nedves levegő entalpia-növekedése egyenlő a hőközlések összegével:

Ha ezt elosztjuk a levegő m_l tömegével, a fajlagos entalpiát kapjuk:

ahol y a vízgőz tömegaránya (az abszolút nedvességtartalom). Így

Vizsgáljuk meg a kezdőpont kérdését! Az entalpiát elvileg az abszolút nulla ponton kellene nullának tekintenünk. Ez azonban szükségtelen, és számos nehézségbe ütközik. Gondoljunk csak a nullponti energiára! Ezért önkényesen fölvett nullponttól kezdve számítjuk a levegő entalpiáját; nullának tekintjük, ha

hőmérséklete 0 °C,
nedvességtartalma y = 0, tehát teljesen száraz.
a víz halmazállapota cseppfolyós (hiszen az entalpiába az r párolgáshőt számítottuk bele).

Az egyenletbe a hőmérsékletkülönbség helyett beírhatjuk a Celziusz fokban mért hőmérsékletet:

A számításokat szokásosan a 0 °C-ra érvényes adatokból végezzük.

A levegő telítettségéről

A h-y diagram
Összeállította: dr. Zana János