Температура кипіння (T_b) — це температура, при якій рідина переходить у пару при даному тиску.
Для фреонів (хлорфторвуглеці, HFC) температура кипіння зростає з підвищенням тиску.
T_b = f(P)
де:
T_b — температура кипіння, °C
P — тиск, кПа або бар
Орієнтовні характеристики фреонів при нормальному тиску (1 атм ≈ 101.3 кПа)
| Фреон | Хімічна формула | T_b при 1 атм (°C) |
|---|---|---|
| Фреон-12 | CCl2F2 | -29,8 |
| Фреон-11 | CCl3F | 23,8 |
| Фреон-134a | CH2FCF3 | -26,3 |
| Фреон-22 | CHClF2 | -40,8 |
| Фреон-113 | C2Cl3F3 | 47,6 |
Залежність кипіння від тиску
Загальна залежність для фреонів описується критичною точкою та рівнянням Клапейрона–Клаузіуса (спрощено):
ln(P) = - (ΔH_vap / R) * (1/T) + C
де:
ΔH_vap — теплота випаровування, Дж/моль
R — універсальна газова стала (8,314 Дж/(моль·К))
T — температура, K
C — константа
З рівняння видно: при збільшенні тиску T_b зростає.
Орієнтовні дані для фреонів
Фреон-12 (CCl2F2)
| Тиск (кПа) | T_b (°C) |
|---|---|
| 101 | -29,8 |
| 200 | -18,0 |
| 400 | -3,0 |
| 600 | 7,0 |
| 800 | 14,0 |
| 1000 | 19,0 |
Фреон-134a (CH2FCF3)
| Тиск (кПа) | T_b (°C) |
|---|---|
| 101 | -26,3 |
| 200 | -14,5 |
| 400 | -0,5 |
| 600 | 9,5 |
| 800 | 17,0 |
| 1000 | 22,5 |
| T ° C | R22 | R12 | R134 | R404a | R502 | R407c | R717 | R410a | R507a | R600 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -70 | -0,81 | -0,88 | -0,92 | -0,74 | -0,72 | – | -0,89 | -0,65 | -0,72 | – |
| -60 | -0,63 | -0,77 | -0,84 | -0,52 | -0,51 | -0,74 | -0,78 | -0,36 | -0,50 | – |
| -50 | -0,35 | -0,61 | -0,70 | -0,18 | -0,19 | -0,52 | -0,59 | 0,08 | -0,14 | – |
| -40 | 0,05 | -0,36 | -0,48 | 0,32 | 0,30 | -0,16 | -0,28 | 0,73 | 0,39 | -0,71 |
| -30 | 0,64 | 0,00 | -0,15 | 1,04 | 0,98 | 0,37 | 0,19 | 1,71 | 1,15 | -0,53 |
| -20 | 1,46 | 0,51 | 0,33 | 2,02 | 1,91 | 1,12 | 0,90 | 2,98 | 2,18 | -0,27 |
| -10 | 2,55 | 1,19 | 1,01 | 3,32 | 3,14 | 2,16 | 1,91 | 4,72 | 3,54 | 0,09 |
| 0 | 3,98 | 2,08 | 1,93 | 5,03 | 4,73 | 3,57 | 3,29 | 6,98 | 5,29 | 0,57 |
| 10 | 5,80 | 3,23 | 3,14 | 7,18 | 6,73 | 5,28 | 5,15 | 9,76 | 7,51 | 1,21 |
| 20 | 8,10 | 4,67 | 4,72 | 9,86 | 9,20 | 7,63 | 7,57 | 13,35 | 10,25 | 2,02 |
| 30 | 10,90 | 6,45 | 6,70 | 13,14 | 12,19 | 10,65 | 10,67 | 16,65 | 13,63 | 3,05 |
| 40 | 14,30 | 8,60 | 9,16 | 17,11 | 15,77 | 14,25 | 14,55 | 22,90 | 17,74 | 4,32 |
| 50 | 18,30 | 11,90 | 12,18 | 21,90 | 20,01 | 18,70 | 19,33 | 29,50 | 22,75 | 5,86 |
| 60 | 23,20 | 14,25 | 15,81 | 27,62 | 25,01 | 24,20 | 25,14 | – | 28,85 | 7,72 |
| 70 | 29,00 | 17,85 | 20,16 | – | 30,92 | – | 32,12 | – | – | 9,91 |
| 80 | – | 22,04 | 25,32 | – | – | – | 40,40 | – | – | – |
| 90 | – | 26,88 | 31,43 | – | – | – | 50,14 | – | – | – |
Основні закономірності
- Температура кипіння фреонів зростає зі збільшенням тиску.
- Легші фреони (низькомолекулярні) мають нижчу температуру кипіння.
- Фреони з великою молекулярною масою киплять при вищих температурах.
- Криві P–T для кипіння можна представити графічно як логарифмічно зростаючі.
Практичне значення
Залежність T_b(P) важлива для:
- холодильних систем
- кондиціонерів
- теплових насосів
- проектування апаратів для роботи під тиском
Розуміння кривих кипіння дозволяє коректно підбирати робочий тиск та температуру для фреонових систем.