不能小看水的汽化潜热
节能环保新思路
一、容易被人忽视的汽化潜热
学过中学物理的人都知道,水的存在最为广泛,江河湖海,水几乎遍布整个世界 。
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正因为水的分布如此广泛,很多多水的特性被用来度量各种物理量 。比如温度,标准大气压下,凝固点是0度,沸腾点是100度,1克水升高1度的水需要的热量是1卡,还有1毫升水的质量是1克等等 。
水还有一个特点,就是水加热升高到100度之后,要吸收更多的热量,温度才能继续升高 。这个热量是多少呢,1千克100度的水变成蒸汽需要2260千焦的热量,折合成538千卡(又称大卡),这部分热量被称作汽化潜热 。相反,1千克100度的蒸汽变成水也需要放出这么多的热量 。
这部分汽化潜热有多大呢?538大卡的热量可以让1千克的水升高538度,因此这部分热量是相当可观的 。
汽化潜热计划可以用巨大的来形容,但总是被人所忽视 。
我们在用锅蒸饭的时候,加热,沸腾,上部的蒸汽把食物蒸熟,如果蒸发耗用了1千克水,这一千克水就会耗用538大卡的汽化潜热 。如果用2千克水蒸饭,假设凉水的温度为20度,加热到100度就需要160大卡的热量,总共需要的热量就是698大卡,可见汽化潜热在总热量中占比很大 。
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这部分热量被沸腾蒸发,连带1千克水都到了空气中 。
这部分热量再次能不能利用呢?
如果回收热量,让蒸汽凝结,把热量回收回来呢?
这样的问题从来没有人想过 。
如果你觉得这部分热量浪费了很可惜 。
其实还有另外一部分更不容易察觉的汽化潜热被浪费掉了 。
现在大家都在用天然气烧饭,天然气的主要成分是甲烷 。甲烷燃烧后变成二氧化碳和水,这个水也是水蒸气 。
这个水蒸气中同样也有汽化潜热,如果烧饭用了1千克甲烷,会有多少水蒸气呢?会有2.25千克的水蒸气生成 。
这部分水蒸气的汽化潜热热量就有1211大卡,这个无疑是更大的 。
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二、餐厨如何利用汽化潜热
水的汽化潜热如此巨大,能否进行回收呢?
答案是肯定的,节能环保是当今社会的主题 。合理利用有限的能源,保护地球生态,减少碳排放是无法逃避的现实问题 。
所以有人在研究更加高效的燃气设备,也有人在研究烧饭用的节能蒸箱 。
目前这种产品的研发还不多,主要原因就是汽化潜热被很多人所忽视,很少有人想到利用这部分热量 。
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一旦有人着手设计类似的节能家用电器设备,也会形成一种颠覆性产品,对现有厨具产生革命性的变革 。写这篇文章的目的也在于此 。
国家科技部正在推行颠覆性技术征集工作,合理利用汽化潜热也应该成为其中的一个课题 。
如重新设计燃气灶,研究双层加热结构,天然气燃烧生成的蒸汽供给靠上的一层加热环,火焰热量加热灶锅底部,双重作用达到节能的效果 。
对于蒸饭用的蒸箱,可以设计成双箱并联,一锅蒸好后蒸汽通过推拉压缩装置送入另一个蒸箱,对另一个蒸箱进行加热,实现二次利用,达到节能效果 。
三、工业如何利用汽化潜热
工业利用汽化潜热的方法也有很多 。
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