1-5.13. Применение химического потенциала к расчету влагоемкости и термоградиентного коэффициента

В области гигроскопического состояния материала жидкообразная влага связана адсорбционными силами (влага моно- и полимолекулярной адсорбции), капиллярными силами (влага микрокапилляров) и диффузионно-осмотическими силами (осмотическая связь влаги).

В этих случаях можно в первом приближении принять в качестве потенциала влагопереноса жидкообразной влаги химический потенциал μ2, который будет также функцией влагосодержания и температуры тела μ2 = f (u, Т).

Таким образом, в гигроскопической области в качестве потенциала влагопереноса можно принять химический потенциал μ, являющийся функцией температуры и влагосодержания тела. Однако надо иметь в виду, что в области влажного состояния химический потенциал не может служить в качестве потенциала влагопереноса. В [Л. 57] было показано, что величина (μ/Τ), являющаяся движущей силой Хm переноса массы, в термодинамике необратимых процессов приблизительно пропорциональна логарифму относительной влажности воздуха φ

Учитывая, что энергия связи влаги с материалом Ε равна:

можно придти к выводу, что потенциалом влагопереноса является энергия связи влаги с материалом Е. Необходимо отметить, что впервые этот вывод был сделан в работе [Л. 81] на основании анализа экспериментальных кривых распределения относительной влажности воздуха в пограничном слое при сушке гипсовых пластин. Принимая за потенциал влагопереноса химический потенциал μ и используя соотношение

были подсчитаны значения μ (дж/моль) для разных φ и Τ [Л. 57]. Затем, используя изотермы сорбции и десорбции u = f (φ, Τ), подсчитывались значения химического потенциала для разных материалов как функции влагосодержания и температуры μ = f(u, Τ). На основе графиков μ = f (u, Т), были рассчитаны изотермические удельные влагоемкости с'm по соотношению

и температурный коэффициент химического потенциала (dμ/dТ)u методом графического дифференцирования. Результаты таких расчетов опубликованы в работах [Л. 55—57].

В этом случае термоградиентный коэффициент будет равен:

Значения удельной влагоемкости, температурного коэффициента, химического потенциала (dμ/dТ)u и термоградиентного коэффициента для некоторых материалов, приведенные на рис. 1-41—1-47, взяты нами из работы [Л. 55].