План

1. Визначення єдиного потенціалу перенесення.

2. Масоємність.

1. Визначення єдиного потенціалу перенесення.

В області вологого стану тіла (U>U_r , вологість матеріалу знаходиться за областю гігроскопічного стану) хімічний потенціал, віднесений до одиниці маси поглинутої води, рівний хімічному потенціалу вільної води, який є величиною постійною, так як тиск пари над меніском макрокапілярів практично не залежить від радіуса (). Тому в цій області хімічний потенціал не може бути потенціалом перенесення вологи. Тому існує поняття єдиного потенціалу вологи для будь-якого вологовмісту тіла.

Для його визначення запропоновані експериментальні методи. Найбільш простим є метод, побудований на визначенні вологовмісту безпосереднім контактом між тілом, що досліджується і еталонним.

Як еталонне тіло береться фільтрувальний папір, який затримує в собі всі види вологи – адсорбційну, капілярну і осмотичну. Максимальний сорбційний вологовміст при t⁰ = 25°C. U_cmax = 0,277 кг/кг. Шкалою потенціалу масопереносу є умовний масообмінний градус ^°М.

Рисунок 6.1 - Залежність експериментального потенціалу масопереносу _.експ.
від для фільтрувального паперу (в гігроскопічній області) при Т = 273...373 К

Аналогічні явища можна зафіксувати при вирівнюванні температур двох тіл. Настання температурної рівноваги не приводить до вирівнювання ентальпій, що обумовлено різною питомою теплоємністю тіл.

Рисунок 6.2 - Розподіл вологи, потенціалу перенесення в системі тіл: еталон – торф

Така аналогія вимагає введення показника „питомої ізометричної масоємності с_m, яка для еталонного тіла (фільтрувального паперу приймається рівній

Таким чином, аналогічно потенціалу перенесення тепла – температурі, максимальному питомому вологовмісту еталонного тіла відповідає потенціал перенесення в 100 масообмінних градусів (^оМ):

де: U_e – вологовміст еталона, при U_e = U_е.max

У прикладі контакту торфу і фільтрувального паперу, вологовміст якого в стані термодинамічної рівноваги U_e = 0,5 кг/кг, потенціал масоперенесення при (U_{c max})т=0,277 кг/кг

2. Масоємність.

Розрізняють середню масоємність , яка характеризує зміну массовмісту тіла U , що відповідає змісту потенціалу перенесення маси на одиницю вимірювання цього потенціалу, тобто:

Залежно від умов контакту тіла з оточуючим середовищем масоємність може бути ізотермічною, ізохорно-ізотермічною і т.п. Так як для багатьох тіл залежність є нелінійною, то величина С_m міняється із зміною вологовмісту. Тому вводиться поняття істинної питомої ізотермічної масоємності (якщо температура тіла ):

Істинна (локальна) питома ізотермічна масоємність визначається графічним диференціюванням кривих при =const.

Істинну питому ізотермічну масоємність, виражену через хімічний потенціал, позначають:

або кг вологи моль/(кг с. реч. Дж). Диференціювання кривої при =const отримують істинну питому ізотермічну масоємність від вологовмісту матеріалу.

Для всіх матеріалів С зростає із збільшенням вологовмісту. Характер залежності С від температури матеріалу при u = const виражається залежність рівноважного вологовмісту U_p від температури (при = const) і залежністю хімічного потенціалу від температури.

З підвищенням температури збільшується й абсолютне значення хімічного потенціалу. Рівноважний вологовміст матеріалу може із зростанням температури зменшитись для капілярно-пористих колоїдних тіл.

Порівнянно з істинною ізотермічною масоємністю С залежність експериментальної ізотермічної масоємності С_{m експ.} від вологості матеріалу має складний характер (із зростанням U – C_{m експ} то зростає, то спадає). Такий характер визначається S-подібною формою ізотерм адсорбції і аналогічною складною залежністю експериментального потенціалу масоперенесення від відносної вологості повітря. Тобто залежність C_{m експ} = f(u) визначається формою зв’язку вологи з матеріалом.