संतृप्त तरल बनाम सबकूल्ड तरल: महत्वपूर्ण तथ्यों को जानने की जरूरत है
संतृप्त तरल और सबकूल्ड तरल एक शुद्ध तरल के चरण परिवर्तन प्रक्रिया के दौरान विभिन्न चरण होते हैं। एक शुद्ध पदार्थ के प्रमुख चरण ठोस, तरल और गैस होते हैं।
सबकूल्ड तरल किसी पदार्थ के उस चरण को संदर्भित करता है जहां यह सिस्टम के दबाव में अपने क्वथनांक से नीचे के तापमान पर तरल रूप में मौजूद होता है। NS संतृप्त तरल एक तरल है जो वाष्पीकृत होने वाला है, जिसका अर्थ है कि तापमान में बदलाव किए बिना दबाव में कोई कमी इसे उबालने का कारण बनती है।
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कोई भी तरल, अपने शुद्ध रूप में या मिश्रण में, किसी विशेष तापमान पर तरल की सतह पर एक विशिष्ट दबाव डालता है, जिसे उस तापमान पर पदार्थ का वाष्प दबाव कहा जाता है। यदि द्रव का तापमान बढ़ता है, तो उसका वाष्प दाब भी बढ़ जाता है। जैसे ही यह वाष्प दबाव आसपास के वातावरण के दबाव के बराबर होता है, तरल उबलने लगता है। द्रव अपने क्वथनांक पर कहलाता है a संतृप्त तरल.
उदाहरण के लिए, पानी अपने पर एक संतृप्त तरल है क्वथनांक समुद्र तल या 100-वायुमंडलीय दबाव पर वायुमंडलीय स्थिति के तहत 1 डिग्री सेल्सियस। जैसे ही पानी को 100°C से नीचे ठंडा किया जाता है, यह सब-कूल्ड हो जाता है। जैसे ही दबाव 1 वायुमंडल से आगे बढ़ता है, पानी का क्वथनांक बढ़ जाता है, या यह 100 डिग्री सेल्सियस पर एक उप-ठंडा तरल बन जाता है।
सबकूल्ड तरल उदाहरण
किसी दिए गए दबाव पर उसके क्वथनांक से नीचे के किसी भी तरल को सबकूल्ड तरल माना जा सकता है।
पानी 373 डिग्री के (100 डिग्री सेल्सियस) पर उबलता है। अब कमरे के तापमान 293°K(25°C) और सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर पानी a . का एक उदाहरण है सबकूल्ड तरल.
कुछ स्थितियां जो एक तरल को सबकूल्ड होने का कारण बनती हैं:
किसी दिए गए सिस्टम दबाव पर जब तरल अपने संतृप्ति तापमान से कम तापमान प्राप्त करता है। जब तरल दिए गए तापमान पर उसके संतृप्ति दबाव से अधिक दबाव में होता है। थर्मोडायनामिक रूप से तरल में ए की तुलना में कम थैलेपी और विशिष्ट मात्रा होती है संतृप्त तरल.
छवि क्रेडिट: निरंतर दबाव में पानी के चरण परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करने वाला टीवी आरेख https://engineering.purdue.edu/CFDLAB/class/me200/filesFall2010/me200_notes_f10_week3.pdf
सब-कूल्ड लिक्विड के कुछ अन्य उदाहरण हैं:
- -33.3 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर तरल अमोनिया और 1 बार या अधिक दबाव।
- -50 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर तरल अमोनिया और 0.41 बार या अधिक दबाव।
- इथाइलीन ग्लाइकॉल 197 C से नीचे के तापमान और 1 बार या उससे अधिक के दबाव पर
- इथाइल अल्कोहल 77.8 C से नीचे के तापमान और 1 बार या उससे अधिक के दबाव पर।
जैसा कि ऊपर देखा जा सकता है, तरल अमोनिया के उदाहरण में, यह दबाव और तापमान की विभिन्न स्थितियों में सब-कूल्ड स्थितियों में बाहर निकल सकता है। -33.3 डिग्री सेल्सियस 1 बार दबाव पर अमोनिया का संतृप्ति तापमान है। इसी तरह, -50 डिग्री सेल्सियस के तापमान के लिए, अमोनिया के लिए संगत संतृप्ति दबाव 0.41 बार (लगभग) है।
सबकूल्ड तरल दबाव
दिए गए तापमान पर अपने संतृप्ति दबाव से अधिक दबाव वाले तरल को उप-ठंडा या संपीड़ित तरल कहा जाता है।
उप-ठंडा तरल इसका मतलब है कि तरल का तापमान उस विशेष दबाव के लिए संतृप्ति तापमान से कम है और एक संपीड़ित तरल का मतलब है कि तरल का दबाव दिए गए तापमान के लिए संतृप्ति दबाव से बेहतर है। दोनों शब्दों का वैकल्पिक रूप से उपयोग किया जा सकता है।
चूंकि तरल पदार्थ प्रकृति में असम्पीडित होते हैं, इसलिए उनके गुण दबाव से अपेक्षाकृत स्वतंत्र होते हैं। सबकूल्ड तरल पदार्थ द्वारा परिभाषित किया गया है:
- संतृप्त तरल की तुलना में उच्च दबाव (P>P .)शनिकिसी दिए गए T पर)
- एक संतृप्त तरल से कम तापमान (T<Tशनि किसी दिए गए P पर)
- संतृप्त द्रव की तुलना में निम्न एन्थैल्पी (h<hfकिसी दिए गए T या P पर)
- एक संतृप्त तरल की तुलना में कम आंतरिक ऊर्जा(u<ufकिसी दिए गए T या P पर)
- एक संतृप्त तरल से कम विशिष्ट मात्रा (v<vf किसी दिए गए T या P पर)
एन्थैल्पी अधिकतर दबाव से प्रभावित होती है, जो h . के लिए अधिक सटीक संबंध है
hf~hच @ टी+vf(पीपीशनि)
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आम सवाल-जवाब
Q. सैचुरेटेड और सबकूल्ड लिक्विड में क्या अंतर है?
उत्तर:हालांकि दोनों संतृप्त तरल और सबकूल्ड तरल एक ही तरल के दो चरण हैं, वे एक दूसरे से काफी अलग हैं।
सबकूल्ड वह स्थिति है जहां तरल न्यूनतम तापमान (संतृप्ति तापमान) से अधिक ठंडा होता है, जो इसे उबालने से दूर रखने के लिए आवश्यक होता है। इसके विपरीत संतृप्त तरल वह स्थिति है जब तरल लगभग अपने क्वथनांक पर होता है।
संतृप्त तरल के मामले में, यदि दबाव और कम किया जाता है और तापमान को स्थिर रखा जाता है, तो संतृप्त तरल उबलने लगेगा। दूसरी ओर, यदि द्रव के क्वथनांक पर उसके संतृप्त दाब से अधिक दाब बढ़ा दिया जाए तो द्रव उप-ठंडा हो जाएगा।
प्र. रेफ्रिजरेशन सिस्टम में सब-कूलिंग वांछनीय क्यों है?
उत्तर:A उप-ठंडा तरल एक प्रशीतन प्रणाली की ऊर्जा दक्षता को बढ़ाता है क्योंकि इसमें विशिष्ट मात्रा कम होती है
रेफ्रिजरेंट को कंडेनसर में सब-कूल्ड किया जाता है ताकि एक्सपेंशन डिवाइस की ओर जाने से पहले रेफ्रिजरेंट के जल्दी वाष्पीकरण से बचा जा सके।
यदि उचित सबकूलिंग सुनिश्चित करने के लिए उचित कंडेनसर सतह क्षेत्र प्रदान नहीं किया जाता है, तो रेफ्रिजरेंट आंशिक रूप से पाइपिंग में वाष्पित हो सकता है क्योंकि यह विस्तार उपकरण में जाता है। यदि विस्तार उपकरण में प्रवेश करने से पहले रेफ्रिजरेंट आंशिक रूप से वाष्पित हो जाता है, तो समान शीतलन प्राप्त करने के लिए इसे उच्च रेफ्रिजरेंट मात्रा को पंप करने की आवश्यकता होगी। इससे पंपिंग लागत और इसलिए ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है।
मैं संगीता दास हूं. मैंने आईसी इंजन और ऑटोमोबाइल में विशेषज्ञता के साथ मैकेनिकल इंजीनियरिंग में मास्टर डिग्री पूरी की है। मेरे पास उद्योग और शिक्षा क्षेत्र में लगभग दस वर्षों का अनुभव है। मेरी रुचि के क्षेत्र में आईसी इंजन, एयरोडायनामिक्स और फ्लूइड मैकेनिक्स शामिल हैं। आप मुझ तक यहां पहुंच सकते हैं