Hur lång tid tar det innan vattnet avdunstat? (Termofysik)
Hej! Har fastat på en uppgift som lyder såhär:
När man utvinner salt ur havsvatten leder man in havsvattnet i grunda bassänger som kallas saltiner och sen låter man vattnet avdunsta. Ungefär hur lång tid tar det att avdunsta allt vatten om bassängerna är 0,2 dm djupa. Den genomsnittliga solinstrålningen kan antas vara 1,0 kW/m2. Avrunda till hela timmar.
Jag har beräknat att vattnet väger 19.96 kg/m2 men efter det vet jag inte hur jag ska fortsätta. Jag vet inte starttemp. inte heller en sluttemp. (då vatten väl nästan alltid avdunstar om det bara står) och vet inte heller hur man ska få in tiden. Behöver er hjälp!
Tack så mycket!!!
Vattnet avdunstar för att det värms av solljuset. Så det ska bli 100 grader och sedan ska det förångas också. Slå upp energin som krävs. Starttemperaturen står inte, men den är faktiskt inte så viktig, för den mesta energin krävs för förångningen. Anta 20 grader. Gör om det med 40 grader och se hur stor skillnaden blir.
Laguna skrev:Vattnet avdunstar för att det värms av solljuset. Så det ska bli 100 grader och sedan ska det förångas också.
Det behöver inte bli varmt. Det dunstar vid vanliga temperaturer också, på samma sätt som tvätten.
Bassängarna kokar inte.
Pieter Kuiper skrev:Laguna skrev:Vattnet avdunstar för att det värms av solljuset. Så det ska bli 100 grader och sedan ska det förångas också.
Det behöver inte bli varmt. Det dunstar vid vanliga temperaturer också, på samma sätt som tvätten.
Bassängarna kokar inte.
Så hur ska jag göra? Jag förstår fortfarande inte tyvärr. Om jag inte ska räkna med att det ska bli 100°C.
Du behöver använda ångbildningsvärmet. Som du säkert har i en tabell någonstans.
Just det! Den behöver man ju inte temperaturen till. Men okej. När jag då beräknat hur mycket energi som behövs för varje m2 hur får jag med tiden?
Jag kom på nu att man kanske kan dividera med 3.6 miljoner för att få kWh men det blir ändå inte rätt :(
För att det kommer in 1000 joule per sekund per kvadratmeter med solinstrålningen.
Nej det blir inte rätt. Jag får samma felaktiga svar men jag tror att det beror på att jag inte vet hur man ska göra när det är 1000 J/s. Skulle du kunna visa hur man ska göra?
Du kan visa vad du gjorde.
Okej såhär har jag gjort.
V = 0.02 m3
ρ = 998 kg/m3 (jag tog vanligt vatten ist för havsvatten eftersom det inte fanns någon ångbildningsentalpi för havsvatten)
m = Vρ = 19.96 kg
lå = 2260 000 J/kg
E = lå x m = 45109600 J
Nu kommer vi till det jag inte riktigt förstår. Jag tänker att E är så mycket energi det behövs för att avdunsta en m2 av vattnet. Som varje sekund får 1000 J på sig. Så rent spontant tänker jag att man får ut hur många sekunder det tar genom att dividera E med 1000. Då får man fram 45109.6 s = 12.5 h. Som inte är rätt svar.
Det låter inte orimligt att det tar timmar för att dunsta bort 2 cm vatten.
Du har alltså 10 x 10 x 0,2 = 20 dm3 = 20 liter = 20 kg vatten per kvadratmeter, det stämmer; 20 mm.
Resten verkar också stämma.
Så det är rätt? För facit säger nämligen 14 h
Om det är lite längre kan det vara på grund av att ångbildningsvärmet är högre för en mättad lösning av salt.
Okej. Tack så jättemycket för din hjälp!
Är processen oberoende av temperaturen?
Laguna skrev:Är processen oberoende av temperaturen?
På korta tidsintervaller beror det också på temperatur, luftfuktighet, vind.
Men energin kommer nästan helt från solstrålning. Och när det är steady state, alltså att temperaturen är konstant, då måste det bli ungefär så här.
Vattnets temperatur anpassar sig, kommer att bero på luftfuktighet. När luftfuktigheten är låg, dunstar det vid samma temperatur mer, men då sjunker vattnets temperatur.
