Спомняме си физика - каква е топлинната мощност на водата?

Оде е едно от най-удивителните вещества. Въпреки широко разпространената употреба и широкото използване, това е истинска тайна за природата. Като един от кислородните съединения, водата, изглежда, трябва да има много ниски характеристики като точка на кипене и замръзване, топлината на изпаряване и т.н. Но това не се случва. Само топлинната мощност на водата, въпреки всичко, е изключително висока.

Водата е способна да абсорбира огромно количество топлина, докато тя практически не се нагрява - това е нейната физическа особеност. Специфична топлина вода над топлината на пясък е около пет пъти, а десет пъти - желязо. Ето защо, водата е естествена охладителна течност. Неговото свойство за натрупване на голямо количество енергия прави възможно изглаждането на температурните колебания на земната повърхност и регулирането на топлинния режим в цялата планета и това се случва независимо от сезона.

Това уникално свойство на водата дава възможност да се използва като охлаждащ агент в промишлеността и у дома. Освен това водата обикновено се предлага и сравнително евтини суровини.

Какво означава топлинният капацитет? Както е известно от хода на термодинамиката, топлопреминаването винаги се получава от горещо до студено. В този случай става въпрос за прехода на определено количество топлина, а температурата и на двете тела, характерна за тяхното състояние, показва посоката на тази обмяна. В процеса на топлообмен, например метално тяло с вода с еднаква маса при същите начални температури, металът променя температурата си няколко пъти повече от водата.

Ако приемем постулата на основните твърдения на термодинамиката - от две тела (изолиран от другите), когато един топлообменен дава, а другият получава еднакво количество топлинна енергия, става ясно, че металът, а водата е напълно различен топлинен капацитет.

По този начин топлинният капацитет на водата (като всяко вещество) е индикатор, характеризиращ способността на дадено вещество да дава (или получава) количество топлина когато се охлажда (нагрява) на единица температура.

Специфична топлина на веществото е количеството топлина, необходимо за загряване на единица от това вещество (1 килограм) с 1 градус.

Количеството топлина, освободено или погълнато от тялото, е равно на произведението от специфичната топлинна, масова и температурна разлика. Измерва се в калории. Една калория е точно количеството топлина, което е достатъчно, за да се загрява 1 g вода на 1 градус. За сравнение: специфична топлина на въздуха - 0.24 cal / g ∙ ° C, алуминий - 0.22, желязо - 0.11, живак - 0.03.

Топлинната мощност на водата не е постоянна. При повишаване на температурата от 0 до 40 градуса леко намалява (от 1.0074 до 0.9980), докато при всички останали вещества тази характеристика се увеличава в процеса на нагряване. В допълнение, тя може да намалява с увеличаване на налягането (на дълбочина).

Както е известно, водата има три агрегатни състояния - течни, твърди (лед) и газообразни (пара). В същото време специфичната топлина на лед е приблизително 2 пъти по-ниска от тази на водата. В това - основната разлика между вода и други вещества, чиято специфична топлинна мощност не се променя в твърдо и разтопено състояние. Каква е тайната тук?

Фактът е, че ледът има кристална структура, която не се разпада веднага при нагряване. Водата съдържа малки частици лед, състоящи се от няколко молекули и наречени асоциирани. Когато водата се нагрява частично топлинна енергия се изразходва за унищожаването на водородни връзки в тези формации. Това обяснява необичайно високата топлинна мощност на водата. Пълните връзки между молекулите му се унищожават само когато водата се променя на пара.

Специфична топлина водна пара при температура от 100 ° C почти не се различава от тази на лед при 0 ° С. Това отново потвърждава верността на това обяснение. Топлинният капацитет на пара, подобно на топлинната мощност на леда, сега е изучаван много по-добре от водата, по отношение на която учените още не са постигнали консенсус.