पानी की उच्च ताप क्षमता। पानी की विशिष्ट गर्मी, या हम जो हैं वह क्यों हैं

तालिका तापमान के आधार पर संतृप्ति रेखा पर जल वाष्प के थर्मोफिजिकल गुणों को दर्शाती है। 0.01 से 370 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में भाप के गुणों को तालिका में दिखाया गया है।

प्रत्येक तापमान उस दबाव से मेल खाता है जिस पर जल वाष्प संतृप्ति की स्थिति में होता है। उदाहरण के लिए, 200 डिग्री सेल्सियस के जल वाष्प तापमान पर, इसका दबाव 1.555 एमपीए या लगभग 15.3 एटीएम होगा।

भाप की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता, तापीय चालकता और तापमान बढ़ने पर इसकी वृद्धि। जलवाष्प का घनत्व भी बढ़ जाता है। जल वाष्प एक उच्च विशिष्ट ताप क्षमता के साथ गर्म, भारी और चिपचिपा हो जाता है, जो कुछ प्रकार के ताप विनिमायकों में ताप वाहक के रूप में भाप की पसंद को सकारात्मक रूप से प्रभावित करता है।

उदाहरण के लिए, तालिका के अनुसार, जल वाष्प की विशिष्ट ताप क्षमता सी पी 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर यह 1877 जे / (किलो डिग्री) के बराबर होता है, और जब 370 डिग्री सेल्सियस तक गरम किया जाता है, तो भाप की गर्मी क्षमता 56520 जे / (किलो डिग्री) के मान तक बढ़ जाती है।

तालिका संतृप्ति रेखा पर जल वाष्प के निम्नलिखित थर्मोफिजिकल गुण देती है:

• निर्दिष्ट तापमान पर भाप का दबाव पी · 10 -5, पा;
• वाष्प घनत्व ρ″ , किग्रा / मी 3;
• विशिष्ट (द्रव्यमान) थैलेपी एच ", केजे / किग्रा;
• आर, केजे / किग्रा;
• भाप की विशिष्ट ऊष्मा सी पी, केजे / (किलो डिग्री);
• तापीय चालकता का गुणांक · 10 2, डब्ल्यू / (एम · डिग्री);
• ऊष्मीय विसरणशीलता ए · 10 6, एम 2 / एस;
• डायनेमिक गाढ़ापन μ 10 6, पा · एस;
• कीनेमेटीक्स चिपचिपापन 10 6, एम 2 / एस;
• प्रांड्ल नंबर पीआर.

वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा, एन्थैल्पी, तापीय विसरण और कीनेमेटीक्स चिपचिपापनबढ़ते तापमान के साथ जलवाष्प कम हो जाती है। इस मामले में गतिशील चिपचिपाहट और भाप की प्रांटल संख्या बढ़ जाती है।

सावधान रहे! तालिका में तापीय चालकता 10 2 की शक्ति में इंगित की गई है। 100 से भाग देना न भूलें! उदाहरण के लिए, 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भाप की तापीय चालकता 0.02372 डब्ल्यू / (एम · डिग्री) है।

विभिन्न तापमानों और दबावों पर जल वाष्प की तापीय चालकता

तालिका 0 से 700 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पानी और भाप की तापीय चालकता के मूल्यों और 0.1 से 500 एटीएम के दबाव को दर्शाती है। तापीय चालकता का आयाम डब्ल्यू / (एम · डिग्री)।

तालिका में मानों के नीचे की रेखा का अर्थ है चरण संक्रमणपानी को भाप में, यानी रेखा के नीचे की संख्या भाप को संदर्भित करती है, और इसके ऊपर - पानी को। तालिका के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि बढ़ते दबाव के साथ गुणांक और जल वाष्प का मान बढ़ता है।

नोट: तालिका में तापीय चालकता 10 3 की शक्ति में इंगित की गई है। 1000 से भाग देना न भूलें!

उच्च तापमान पर जल वाष्प की तापीय चालकता

तालिका 1400 से 6000 K के तापमान पर W / (m · deg) के संदर्भ में विघटित जल वाष्प की तापीय चालकता के मूल्यों और 0.1 से 100 atm के दबाव को दर्शाती है।

तालिका के अनुसार, उच्च तापमान पर जल वाष्प की तापीय चालकता 3000 ... 5000 K की सीमा में उल्लेखनीय रूप से बढ़ जाती है। उच्च दबाव पर, उच्च तापमान पर अधिकतम तापीय चालकता गुणांक प्राप्त किया जाता है।

सावधान रहे! तालिका में तापीय चालकता 10 3 की शक्ति में इंगित की गई है। 1000 से भाग देना न भूलें!

पानी सबसे आश्चर्यजनक पदार्थों में से एक है। इसके व्यापक वितरण और व्यापक उपयोग के बावजूद, यह प्रकृति का एक वास्तविक रहस्य है। ऑक्सीजन यौगिकों में से एक के रूप में, ऐसा लगता है कि पानी में बहुत कम विशेषताएं होनी चाहिए जैसे कि ठंड, वाष्पीकरण की गर्मी, आदि। लेकिन ऐसा नहीं होता है। अकेले पानी की गर्मी क्षमता, सब कुछ के बावजूद, बहुत अधिक है।

पानी अवशोषित करने में सक्षम है बड़ी राशिगर्मी, जबकि वह खुद व्यावहारिक रूप से गर्म नहीं होती - यह उसका है भौतिक सुविधा... पानी रेत की गर्मी क्षमता से लगभग पांच गुना अधिक है, और लोहे की तुलना में दस गुना अधिक है। इसलिए, पानी एक प्राकृतिक शीतलक है। जमा करने की उसकी क्षमता एक बड़ी संख्या कीऊर्जा आपको पृथ्वी की सतह पर तापमान में उतार-चढ़ाव को सुचारू करने और पूरे ग्रह में थर्मल शासन को विनियमित करने की अनुमति देती है, और यह मौसम की परवाह किए बिना होता है।

इस अद्वितीय संपत्तिपानी इसे उद्योग और रोजमर्रा की जिंदगी में शीतलन एजेंट के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, पानी आसानी से उपलब्ध है और अपेक्षाकृत सस्ता कच्चा माल है।

ऊष्मा क्षमता से क्या तात्पर्य है? जैसा कि ऊष्मप्रवैगिकी के पाठ्यक्रम से जाना जाता है, गर्मी हस्तांतरण हमेशा गर्म से ठंडे शरीर में होता है। जिसमें यह आता हैएक निश्चित मात्रा में ऊष्मा के संक्रमण के बारे में, और दोनों पिंडों का तापमान, उनकी अवस्था की विशेषता होने के कारण, इस विनिमय की दिशा को दर्शाता है। पानी के साथ धातु के शरीर की प्रक्रिया में समान द्रव्यमानउसी प्रारंभिक तापमान पर, धातु अपने तापमान को पानी से कई गुना अधिक बदल देती है।

यदि हम ऊष्मप्रवैगिकी के मूल कथन को एक अभिधारणा के रूप में लेते हैं - दो पिंडों से (दूसरों से पृथक), हीट एक्सचेंज के दौरान एक देता है, और दूसरे को समान मात्रा में ऊष्मा प्राप्त होती है, तो यह स्पष्ट हो जाता है कि धातु और पानी पूरी तरह से अलग हैं गर्मी क्षमता।

इस प्रकार, पानी की गर्मी क्षमता (किसी भी पदार्थ की तरह) एक संकेतक है जो किसी दिए गए पदार्थ को प्रति यूनिट तापमान पर ठंडा (हीटिंग) के दौरान कुछ देने (या प्राप्त) करने की क्षमता को दर्शाता है।

किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा इस पदार्थ की एक इकाई (1 किलोग्राम) को 1 डिग्री गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है।

शरीर द्वारा जारी या अवशोषित गर्मी की मात्रा विशिष्ट ताप क्षमता, द्रव्यमान और तापमान अंतर के मूल्यों के उत्पाद के बराबर होती है। इसे कैलोरी में मापा जाता है। एक कैलोरी वास्तव में गर्मी की मात्रा है जो 1 ग्राम पानी को 1 डिग्री तक गर्म करने के लिए पर्याप्त है। तुलना के लिए: हवा की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 0.24 कैलोरी / ग्राम ° , एल्यूमीनियम - 0.22, लोहा - 0.11, पारा - 0.03 है।

पानी की गर्मी क्षमता स्थिर नहीं है। तापमान में 0 से 40 डिग्री की वृद्धि के साथ, यह थोड़ा कम हो जाता है (1.0074 से 0.9980 तक), जबकि अन्य सभी पदार्थों के लिए यह विशेषता हीटिंग के दौरान बढ़ जाती है। इसके अलावा, यह बढ़ते दबाव (गहराई पर) के साथ घट सकता है।

जैसा कि आप जानते हैं, पानी के एकत्रीकरण की तीन अवस्थाएँ होती हैं - तरल, ठोस (बर्फ) और गैसीय (भाप)। इसी समय, बर्फ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता पानी की तुलना में लगभग 2 गुना कम होती है। यह पानी और अन्य पदार्थों के बीच मुख्य अंतर है, जिसकी विशिष्ट ताप क्षमता के मान ठोस और पिघली हुई अवस्था में नहीं बदलते हैं। यहाँ रहस्य क्या है?

तथ्य यह है कि बर्फ में एक क्रिस्टलीय संरचना होती है, जो गर्म होने पर तुरंत नहीं टूटती है। पानी में बर्फ के छोटे-छोटे कण होते हैं, जो कई अणुओं से बने होते हैं, जिन्हें सहयोगी कहा जाता है। जब पानी गर्म किया जाता है, तो इन संरचनाओं में हाइड्रोजन बांडों के विनाश पर एक हिस्सा खर्च किया जाता है। यह पानी की असामान्य रूप से उच्च ताप क्षमता की व्याख्या करता है। इसके अणुओं के बीच के बंधन तभी पूरी तरह से नष्ट हो जाते हैं जब पानी भाप में चला जाता है।

100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर विशिष्ट गर्मी लगभग 0 डिग्री सेल्सियस पर बर्फ की तरह ही होती है। यह एक बार फिर इस स्पष्टीकरण की शुद्धता की पुष्टि करता है। बर्फ की ऊष्मा क्षमता की तरह भाप की ऊष्मा क्षमता का अब पानी की तुलना में बहुत बेहतर अध्ययन किया गया है, जिसके संबंध में वैज्ञानिक अभी तक एकमत नहीं हो पाए हैं।

तापीय धारिताकिसी पदार्थ का एक गुण है जो ऊर्जा की मात्रा को इंगित करता है जिसे ऊष्मा में परिवर्तित किया जा सकता है।

तापीय धारिताकिसी पदार्थ का थर्मोडायनामिक गुण है जो इंगित करता है ऊर्जा स्तरइसकी आणविक संरचना में संग्रहीत। इसका मतलब यह है कि हालांकि पदार्थ की ऊर्जा जमीन पर हो सकती है, लेकिन सभी को गर्मी में नहीं बदला जा सकता है। भाग आंतरिक ऊर्जा द्रव्य में सदैव रहता हैऔर इसकी आणविक संरचना को बनाए रखता है। जब इसका तापमान परिवेश के तापमान के करीब पहुंच जाता है तो कुछ पदार्थ दुर्गम हो जाते हैं। इसलिये, तापीय धारिताएक विशिष्ट तापमान और दबाव पर ऊष्मा में परिवर्तित होने के लिए उपलब्ध ऊर्जा की मात्रा है। एन्थैल्पी इकाइयाँ- ऊर्जा के लिए ब्रिटिश थर्मल यूनिट या जूल और विशिष्ट ऊर्जा के लिए बीटीयू/एलबीएम या जे/किलोग्राम।

एन्थैल्पी राशि

मात्रा पदार्थ की एन्थैल्पीइसके दिए गए तापमान के आधार पर। यह तापमानगणना के आधार के रूप में वैज्ञानिकों और इंजीनियरों द्वारा चुना गया मूल्य है। यह वह तापमान है जिस पर किसी पदार्थ की एन्थैल्पी शून्य J होती है। दूसरे शब्दों में, किसी पदार्थ में ऐसी कोई ऊर्जा उपलब्ध नहीं होती जिसे ऊष्मा में परिवर्तित किया जा सके। यह तापमान विभिन्न पदार्थविभिन्न। उदाहरण के लिए, यह पानी का तापमान ट्रिपल पॉइंट (O ° C), नाइट्रोजन -150 ° C, और मीथेन और एथेन -40 ° C पर आधारित रेफ्रिजरेंट है।

यदि किसी पदार्थ का तापमान उसके दिए गए तापमान से अधिक है या किसी दिए गए तापमान पर गैसीय अवस्था में बदल जाता है, तो थैलेपी को एक सकारात्मक संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है। इसके विपरीत, इससे नीचे के तापमान पर, पदार्थ की एन्थैल्पी व्यक्त की जाती है ऋणात्मक संख्या... दो राज्यों के बीच ऊर्जा स्तरों के अंतर को निर्धारित करने के लिए गणना में एन्थैल्पी का उपयोग किया जाता है। हार्डवेयर को कॉन्फ़िगर करने और निर्धारित करने के लिए यह आवश्यक है उपयोगी क्रियाप्रक्रिया।

तापीय धारिताअक्सर के रूप में परिभाषित किया गया है पूर्ण ऊर्जापदार्थों, क्योंकि यह इसकी आंतरिक ऊर्जा (और) के योग के बराबर है यह राज्यकाम करने की उनकी क्षमता के साथ (पीवी)। लेकिन वास्तव में, थैलेपी किसी पदार्थ की कुल ऊर्जा को पूर्ण शून्य (-273 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर दिए गए तापमान पर इंगित नहीं करता है। इसलिए, परिभाषित करने के बजाय तापीय धारिताकिसी पदार्थ की कुल ऊष्मा के रूप में, इसे किसी पदार्थ की उपलब्ध ऊर्जा की कुल मात्रा के रूप में अधिक सटीक रूप से परिभाषित किया जा सकता है जिसे ऊष्मा में परिवर्तित किया जा सकता है।
एच = यू + पीवी

इस छोटी सी सामग्री में, हम संक्षेप में हमारे ग्रह के लिए पानी के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक पर विचार करेंगे, इसका ताप क्षमता.

पानी की विशिष्ट गर्मी

आइए इस शब्द की संक्षिप्त व्याख्या करें:

ताप क्षमतापदार्थ अपने आप में गर्मी जमा करने की क्षमता है। यह मान इसके द्वारा अवशोषित ऊष्मा की मात्रा से मापा जाता है, जब इसे 1 ° C तक गर्म किया जाता है। उदाहरण के लिए, पानी की गर्मी क्षमता 1 कैल / जी, या 4.2 जे / जी है, और 14.5-15.5 डिग्री सेल्सियस (मिट्टी के प्रकार के आधार पर) पर पानी की गर्मी क्षमता 0.5 से 0.6 कैल (2 , 1 -2.5 J) प्रति इकाई आयतन और 0.2 से 0.5 cal (या 0.8-2.1 J) प्रति इकाई द्रव्यमान (ग्राम) से।

पानी की गर्मी क्षमता है उल्लेखनीय प्रभावहमारे जीवन के कई पहलुओं पर, लेकिन इस सामग्री में हम आकार देने में इसकी भूमिका पर ध्यान देंगे तापमान व्यवस्थाहमारा ग्रह, अर्थात् ...

पानी की ऊष्मा क्षमता और पृथ्वी की जलवायु

ताप क्षमतापानी अपने तरीके से निरपेक्ष मूल्यकाफी बड़ा है। उपरोक्त परिभाषा से, हम देखते हैं कि यह हमारे ग्रह की मिट्टी की ताप क्षमता से काफी अधिक है। गर्मी क्षमता में इस तरह के अंतर के कारण, दुनिया के महासागरों के पानी की तुलना में मिट्टी बहुत तेजी से गर्म होती है और तदनुसार, तेजी से ठंडी हो जाती है। अधिक अक्रिय विश्व महासागरों के कारण, दैनिक और में उतार-चढ़ाव मौसमी तापमानभूमि उतनी बड़ी नहीं है जितनी कि अगर समुद्र और समुद्र नहीं होते। यानी ठंड के मौसम में पानी पृथ्वी को गर्म करता है और गर्म मौसम में ठंडा होता है। स्वाभाविक रूप से, यह प्रभाव तटीय क्षेत्रों में सबसे अधिक ध्यान देने योग्य है, लेकिन विश्व स्तर पर औसत आयाम में यह पूरे ग्रह को प्रभावित करता है।

स्वाभाविक रूप से, कई कारक दैनिक और मौसमी तापमान में उतार-चढ़ाव को प्रभावित करते हैं, लेकिन पानी सबसे महत्वपूर्ण में से एक है।

दैनिक और मौसमी तापमान में उतार-चढ़ाव के आयाम में वृद्धि हमारे आसपास की दुनिया को मौलिक रूप से बदल देगी।

उदाहरण के लिए, हर कोई अच्छा है ज्ञात तथ्य- तापमान में तेज उतार-चढ़ाव के दौरान पत्थर अपनी ताकत खो देता है और नाजुक हो जाता है। जाहिर है, हम खुद "कुछ हद तक" अलग होंगे। कम से कम हमारे शरीर के फिजिकल पैरामीटर तो अलग होते।

पानी की असामान्य गर्मी क्षमता गुण

पानी की विशिष्ट ऊष्मा में विषम गुण होते हैं। यह पता चला है कि जैसे-जैसे पानी का तापमान बढ़ता है, उसकी ऊष्मा क्षमता कम होती जाती है, यह गतिकी 37 ° C तक बनी रहती है, तापमान में और वृद्धि के साथ, ऊष्मा क्षमता बढ़ने लगती है।

इस तथ्य में एक दिलचस्प कथन है। अपेक्षाकृत बोलते हुए, प्रकृति ने स्वयं, जल द्वारा प्रतिनिधित्व किया, मानव शरीर के लिए सबसे आरामदायक तापमान के रूप में 37 डिग्री सेल्सियस निर्धारित किया है, बशर्ते, अन्य सभी कारकों को देखा जाए। परिवेश के तापमान में परिवर्तन की किसी भी गतिशीलता के साथ, पानी का तापमान 37 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है।

आज हम बात करेंगे कि ऊष्मा क्षमता (पानी सहित) क्या है, यह किस प्रकार की होती है और इस भौतिक शब्द का उपयोग कहाँ किया जाता है। हम यह भी दिखाएंगे कि इस मात्रा का मूल्य पानी और भाप के लिए कितना उपयोगी है, आपको इसे जानने की आवश्यकता क्यों है और यह हमारे दैनिक जीवन को कैसे प्रभावित करता है।

ताप क्षमता अवधारणा

इस भौतिक मात्रादुनिया भर में और विज्ञान में अक्सर उपयोग किया जाता है कि सबसे पहले इसके बारे में बताना आवश्यक है। पहली परिभाषा के लिए पाठक को कुछ हद तक तैयार होने की आवश्यकता होगी, कम से कम अंतर में। तो, भौतिक विज्ञान में किसी पिंड की ऊष्मा क्षमता को अनंत रूप से छोटी मात्रा में ताप की वृद्धि के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

गर्मी की मात्रा

लगभग हर कोई समझता है कि तापमान क्या है, एक तरह से या कोई अन्य। याद रखें कि "गर्मी की मात्रा" केवल एक वाक्यांश नहीं है, बल्कि एक शब्द है जो उस ऊर्जा को दर्शाता है जिसे शरीर खो देता है या बदले में प्राप्त करता है वातावरण... यह मान कैलोरी में मापा जाता है। यह इकाई उन सभी महिलाओं से परिचित है जो आहार पर हैं। प्रिय महिलाओं, अब आप जानते हैं कि आप ट्रेडमिल पर क्या जलाते हैं और खाने का प्रत्येक टुकड़ा (या आपकी प्लेट पर बचा हुआ) किसके बराबर होता है। इस प्रकार, कोई भी पिंड जिसका तापमान बदलता है, गर्मी की मात्रा में वृद्धि या कमी का अनुभव करता है। इन मात्राओं का अनुपात ताप क्षमता है।

गर्मी क्षमता आवेदन

हालाँकि, हम जिस भौतिक अवधारणा पर विचार कर रहे हैं, उसकी सख्त परिभाषा का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। हमने ऊपर कहा है कि इसका प्रयोग अक्सर में किया जाता है दिनचर्या या रोज़मर्रा की ज़िंदगी... जिन्हें स्कूल में फिजिक्स पसंद नहीं था, वे अब शायद हैरान हैं। और हम गोपनीयता का पर्दा उठाएंगे और आपको बताएंगे कि नल में और हीटिंग पाइप में गर्म (और यहां तक ​​​​कि ठंडा) पानी केवल गर्मी क्षमता की गणना के कारण दिखाई देता है।

मौसम की स्थिति जो निर्धारित करती है कि क्या इसे पहले ही खोला जा सकता है नहाने का मौसमया जबकि यह किनारे पर रहने लायक है, इस मूल्य को भी ध्यान में रखा जाता है। हीटिंग या कूलिंग (तेल कूलर, रेफ्रिजरेटर) से संबंधित कोई भी उपकरण, खाना पकाने के लिए सभी ऊर्जा लागत (उदाहरण के लिए, एक कैफे में) या स्ट्रीट सॉफ्ट आइसक्रीम इन गणनाओं से प्रभावित होती है। जैसा कि आप समझ सकते हैं, हम पानी की गर्मी क्षमता जैसे मूल्य के बारे में बात कर रहे हैं। यह मान लेना मूर्खता होगी कि विक्रेता और सामान्य उपभोक्ता ऐसा करते हैं, लेकिन इंजीनियरों, डिजाइनरों, निर्माताओं ने सब कुछ ध्यान में रखा है और उपयुक्त मापदंडों को लागू किया है। घरेलू उपकरण... हालांकि, गर्मी क्षमता गणना का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: पानी के टर्बाइन और सीमेंट उत्पादन में, विमान के लिए मिश्र धातुओं के परीक्षण में या ट्रेनें, निर्माण के दौरान, गलाने, ठंडा करने के लिए। यहां तक ​​​​कि अंतरिक्ष अन्वेषण भी इस मूल्य वाले सूत्रों पर निर्भर करता है।

ताप क्षमता के प्रकार

तो, सब में व्यवहारिक अनुप्रयोगसापेक्ष या विशिष्ट ऊष्मा का उपयोग करें। इसे पदार्थ की एक इकाई को एक डिग्री तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा (ध्यान दें, कोई अतिसूक्ष्म मात्रा नहीं) के रूप में परिभाषित किया जाता है। केल्विन और सेल्सियस पैमाने पर डिग्री मेल खाते हैं, लेकिन भौतिकी में इस मान को पहली इकाइयों में कॉल करने की प्रथा है। किसी पदार्थ की मात्रा की इकाई कैसे व्यक्त की जाती है, इसके आधार पर द्रव्यमान, आयतन और दाढ़ विशिष्ट ऊष्मा के बीच अंतर किया जाता है। याद रखें कि एक मोल एक पदार्थ की मात्रा है जिसमें अणुओं की लगभग छह से दस से तेईसवीं शक्ति होती है। समस्या के आधार पर, संबंधित ताप क्षमता का उपयोग किया जाता है, भौतिकी में उनका पदनाम अलग है। द्रव्यमान ताप क्षमता को C के रूप में निर्दिष्ट किया जाता है और इसे J / kg * K, वॉल्यूमेट्रिक - C` (J / m 3 * K), मोलर - C μ (J / mol * K) में व्यक्त किया जाता है।

आदर्श गैस

यदि किसी आदर्श गैस की समस्या का समाधान किया जा रहा है, तो उसके लिए व्यंजक भिन्न है। आइए याद करें कि इस पदार्थ के परमाणु (या अणु), जो वास्तव में मौजूद नहीं हैं, एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं। यह गुण एक आदर्श गैस के किसी भी गुण को मौलिक रूप से बदल देता है। इसलिए, गणना के लिए पारंपरिक दृष्टिकोण वांछित परिणाम नहीं देंगे। उदाहरण के लिए, धातु में इलेक्ट्रॉनों का वर्णन करने के लिए एक आदर्श गैस की आवश्यकता होती है। इसकी ऊष्मा क्षमता को कणों की स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है, जिससे यह बना है।

एकत्रीकरण की स्थिति

ऐसा लगता है कि पदार्थ के लिए सब कुछ भौतिक विशेषताएंसभी स्थितियों में समान हैं। पर ये स्थिति नहीं है। एकत्रीकरण की दूसरी अवस्था में संक्रमण के दौरान (बर्फ के पिघलने और जमने के दौरान, पिघले हुए एल्यूमीनियम के वाष्पीकरण या जमने के दौरान), यह मान झटके में बदल जाता है। इस प्रकार, जल और जल वाष्प की ऊष्मा क्षमता भिन्न होती है। गौरतलब है कि जैसा कि हम नीचे देखेंगे। यह अंतर इस पदार्थ के तरल और गैसीय दोनों घटकों के उपयोग को बहुत प्रभावित करता है।

ताप और ताप क्षमता

जैसा कि पाठक ने पहले ही नोट किया है, सबसे अधिक बार असली दुनियापानी की गर्मी क्षमता प्रकट होती है। वह जीवन का स्रोत है, उसके बिना हमारा अस्तित्व असंभव है। मनुष्य को इसकी आवश्यकता है। इसलिए प्राचीन काल से लेकर आधुनिक काल तक घरों और उद्योगों या खेतों में पानी पहुंचाने का कार्य हमेशा से रहा है। उन देशों के लिए अच्छा है कि साल भरसकारात्मक तापमान। प्राचीन रोम के लोगों ने अपने शहरों को इस मूल्यवान संसाधन की आपूर्ति करने के लिए एक्वाडक्ट्स का निर्माण किया। लेकिन जहां सर्दी हो वहां यह तरीका काम नहीं करेगा। बर्फ को पानी की तुलना में अधिक विशिष्ट मात्रा के लिए जाना जाता है। इसका मतलब यह है कि, पाइपों में जमने से, यह विस्तार के कारण उन्हें नष्ट कर देता है। इस प्रकार, सेंट्रल हीटिंग के इंजीनियरों के सामने और गर्म की डिलीवरी और ठंडा पानीघर पर चुनौती यह है कि इससे कैसे बचा जाए।

पानी की गर्मी क्षमता, पाइप की लंबाई को ध्यान में रखते हुए, आवश्यक तापमान देगी जिससे बॉयलर को गर्म किया जाना चाहिए। हालाँकि, हमारी सर्दियाँ बहुत ठंडी होती हैं। और सौ डिग्री सेल्सियस पर, उबाल पहले से ही हो रहा है। इस स्थिति में, जल वाष्प की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता बचाव के लिए आती है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एकत्रीकरण की स्थिति इस मान को बदल देती है। खैर, हमारे घरों में गर्मी लाने वाले बॉयलरों में अत्यधिक गर्म भाप होती है। अपने उच्च तापमान के कारण, यह अविश्वसनीय दबाव बनाता है, इसलिए उनके लिए जाने वाले बॉयलर और पाइप बहुत मजबूत होने चाहिए। वी इस मामले मेंयहां तक ​​कि एक छोटा सा छेद, एक बहुत छोटा रिसाव, विस्फोट का कारण बन सकता है। पानी की गर्मी क्षमता तापमान पर निर्भर करती है, और गैर-रैखिक होती है। यानी इसे बीस से तीस डिग्री तक गर्म करने के लिए, एक सौ पचास से एक सौ साठ तक ऊर्जा की एक अलग मात्रा की आवश्यकता होती है।

पानी के ताप को प्रभावित करने वाली किसी भी कार्रवाई के लिए, इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए, खासकर जब बात आती है बड़ी मात्रा में... भाप की ऊष्मा क्षमता, इसके कई गुणों की तरह, दबाव पर निर्भर करती है। समान तापमान पर तरल अवस्था, गैसीय की ऊष्मा क्षमता लगभग चार गुना कम होती है।

ऊपर, हमने कई उदाहरण दिए कि पानी को गर्म करना क्यों आवश्यक है और गर्मी क्षमता के मूल्य को ध्यान में रखना कैसे आवश्यक है। हालांकि, हमने अभी तक यह नहीं बताया है कि ग्रह के सभी उपलब्ध संसाधनों में से, इस तरल में हीटिंग के लिए ऊर्जा खपत की पर्याप्त उच्च दर है। यह संपत्तिअक्सर ठंडा करने के लिए उपयोग किया जाता है।

चूंकि पानी की गर्मी क्षमता अधिक होती है, इसलिए यह कुशलता से और जल्दी से अतिरिक्त ऊर्जा ले लेगा। इसका उपयोग उद्योगों में, उच्च तकनीक वाले उपकरणों में (उदाहरण के लिए, लेज़रों में) किया जाता है। और घर पर, हम शायद जानते हैं कि सबसे ज्यादा प्रभावी तरीकाकठोर उबले अंडे या गर्म तवे को ठंडा करें - ठंडे नल के नीचे कुल्ला करें।

और परमाणु परमाणु रिएक्टरों के संचालन का सिद्धांत आम तौर पर पानी की उच्च ताप क्षमता पर आधारित होता है। गर्म क्षेत्र, जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, एक अविश्वसनीय है उच्च बुखार... खुद को गर्म करके, पानी सिस्टम को ठंडा कर देता है, जिससे प्रतिक्रिया नियंत्रण से बाहर हो जाती है। इस प्रकार, हमें आवश्यक बिजली मिलती है (गर्म भाप टर्बाइनों को बदल देती है), और कोई आपदा नहीं होती है।