Счетчики
Яндекс.Метрика

Термодинамические взаимодействия зерна с водой (часть 2)

Зная изменение энтальпии в данном сорбционном процессе, можно рассчитать так называемую чистую дифференциальную теплоту сорбции qd (кДж/моль), равную превышению теплового эффекта сорбции над теплотой конденсации воды L.
Выделение теплоты при поглощении воды зерном свидетельствует о наличии энергетического взаимодействия между молекулами воды и активными центрами макромолекул, приводящего к образованию связи одних с другими. Значение дифференциальной теплоты сорбции является поэтому показателем прочности такой связи, а влагосодержание, при котором чистая дифференциальная теплота сорбции воды равна нулю, определяет количество связанной воды (хотя бы с минимальной энергией).
На рисунке ХII-9 приведены графики дифференциальной теплоты сорбции воды зерном пшеницы.
Термодинамические взаимодействия зерна с водой (часть 2)

Данные для кривой 1 получены калориметрически (экспериментально). Кривая 2 найдена расчетным путем. Она лежит ниже кривой 1. Другая особенность кривой 2 — ее протяженность вдоль оси абсцисс. Она снижается до нуля только при влагосодержании 37...40%, т. е. при гигроскопическом значении.
Поэтому устанавливаем, что связывание воды происходит на всем протяжении изотермы сорбции вплоть до гигроскопического влагосодержания.
Дифференциальную теплоту сорбции можно рассчитать также по уравнению
Термодинамические взаимодействия зерна с водой (часть 2)

где R — универсальная газовая постоянная: р — давление паров воды в атмосфере при данных условиях; Т — термодинамическая температура.
Индекс V обозначает, что анализ ведут для постоянного значения объема сорбата.
В результате расчета изотермической теплоты сорбции получено, что для второго и особенно третьего и четвертого адсорбированных слоев ее величина лишь незначительно отличается от теплоты конденсации воды. Это указывает на образование конденсированных участков сорбированных молекул воды на активных центрах, диффузно распределенных в объеме зерна. Другими словами, это доказывает образование молекулярных гроздей молекул связанной воды вокруг активных центров.