Ջրի բարձր ջերմային հզորություն: Ջրի հատուկ ջերմային հզորությունը կամ ինչու ենք մենք այնպիսին, ինչպիսին կանք

Աղյուսակում ներկայացված են ջրի գոլորշիների ջերմաֆիզիկական հատկությունները հագեցվածության գծի վրա՝ կախված ջերմաստիճանից: Գոլորշի հատկությունները տրված են աղյուսակում 0,01-ից մինչև 370°C ջերմաստիճանի միջակայքում:

Յուրաքանչյուր ջերմաստիճանը համապատասխանում է այն ճնշմանը, որի դեպքում ջրի գոլորշին գտնվում է հագեցվածության վիճակում: Օրինակ, 200°C ջրի գոլորշու ջերմաստիճանի դեպքում նրա ճնշումը կկազմի 1,555 ՄՊա կամ մոտ 15,3 ատմ:

Գոլորշու հատուկ ջերմային հզորությունը, ջերմային հաղորդունակությունը և դրա բարձրացումը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Ջրի գոլորշիների խտությունը նույնպես մեծանում է։ Ջրի գոլորշին դառնում է տաք, ծանր և մածուցիկ՝ բարձր տեսակարար ջերմային հզորությամբ, ինչը դրականորեն է ազդում որոշ տեսակի ջերմափոխանակիչներում գոլորշու՝ որպես ջերմային կրիչի ընտրության վրա։

Օրինակ, ըստ աղյուսակի, ջրի գոլորշու հատուկ ջերմությունը Cp 20°C ջերմաստիճանում այն ​​հավասար է 1877 Ջ/(կգ աստիճան), իսկ մինչև 370°C տաքացնելիս գոլորշու ջերմունակությունը մեծանում է մինչև 56520 Ջ/(կգ աստիճան):

Աղյուսակում բերված են ջրի գոլորշիների հետևյալ ջերմաֆիզիկական հատկությունները հագեցվածության գծում.

• գոլորշու ճնշումը սահմանված ջերմաստիճանում p 10 -5, Պա;
• գոլորշու խտությունը ρ″ , կգ / մ 3;
• հատուկ (զանգվածային) էթալպիա հ″, կՋ / կգ;
• r, կՋ / կգ;
• գոլորշու հատուկ ջերմային հզորություն Cp, կՋ/(կգ աստիճան);
• ջերմային հաղորդունակության գործակիցը λ 10 2, W/(m deg);
• ջերմային դիֆուզիոն ա 10 6, մ2/վրկ;
• դինամիկ մածուցիկություն μ 10 6, Պա ս;
• կինեմատիկական մածուցիկություն v 10 6, մ2/վրկ;
• Պրանդտլի համարը Պր.

Գոլորշացման հատուկ ջերմություն, էթալպիա, ջերմային դիֆուզիոն և կինեմատիկական մածուցիկությունՋրի գոլորշիները նվազում են ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Այս դեպքում գոլորշու դինամիկ մածուցիկությունը և Պրանդտլի թիվը մեծանում են:

Զգույշ եղիր! Աղյուսակում ջերմային հաղորդունակությունը տրված է 10 2 հզորությամբ: Մի մոռացեք բաժանել 100-ի: Օրինակ, գոլորշու ջերմային հաղորդունակությունը 100°C ջերմաստիճանում կազմում է 0,02372 Վտ/(մ աստիճան):

Ջրի գոլորշիների ջերմային հաղորդունակությունը տարբեր ջերմաստիճաններում և ճնշումներում

Աղյուսակում ներկայացված են ջրի և գոլորշու ջերմային հաղորդունակության արժեքները 0-ից մինչև 700°C և ճնշման 0,1-ից մինչև 500 ատմ: Ջերմային հաղորդունակության միավորը W/(m deg) է։

Աղյուսակում նշված արժեքների տակ գտնվող տողը նշանակում է փուլային անցումջուրը գոլորշու, այսինքն՝ գծի տակ գտնվող թվերը վերաբերում են գոլորշին, իսկ վերևում՝ ջրին։ Ըստ աղյուսակի՝ երևում է, որ գործակցի և ջրի գոլորշիների արժեքը մեծանում է ճնշման աճով։

Նշում. Աղյուսակում ջերմային հաղորդունակությունը տրված է 10 3 հզորությամբ: Մի մոռացեք բաժանել 1000-ի:

Ջրի գոլորշիների ջերմային հաղորդունակությունը բարձր ջերմաստիճաններում

Աղյուսակը ցույց է տալիս տարանջատված ջրի գոլորշիների ջերմային հաղորդունակության արժեքները W/(m deg) 1400-ից 6000 K ջերմաստիճաններում և 0,1-ից մինչև 100 ատմ ճնշումներում:

Ըստ աղյուսակի, ջրի գոլորշիների ջերմային հաղորդունակությունը բարձր ջերմաստիճաններում նկատելիորեն աճում է 3000 ... 5000 Կ-ի սահմաններում: Բարձր ճնշումների դեպքում առավելագույն ջերմահաղորդականության գործակիցը ձեռք է բերվում ավելի բարձր ջերմաստիճաններում:

Զգույշ եղիր! Աղյուսակում ջերմային հաղորդունակությունը տրված է 10 3 հզորությամբ: Մի մոռացեք բաժանել 1000-ի:

Ջուրը ամենազարմանալի նյութերից է։ Չնայած իր լայն տարածմանը և լայն տարածմանը, այն բնության իսկական առեղծված է: Լինելով թթվածնի միացություններից մեկը, թվում է, թե ջուրը պետք է ունենա շատ ցածր բնութագրեր, ինչպիսիք են սառչելը, գոլորշիացման ջերմությունը և այլն: Բայց դա տեղի չի ունենում: Միայն ջրի ջերմունակությունը, չնայած ամեն ինչին, չափազանց բարձր է։

Ջուրն ընդունակ է կլանել մեծ գումարջերմություն, մինչդեռ ինքնին գործնականում չի տաքանում, սա է ֆիզիկական հատկանիշ. ջուրը մոտ հինգ անգամ գերազանցում է ավազի ջերմունակությունը և տասն անգամ ավելի բարձր, քան երկաթը: Հետեւաբար, ջուրը բնական հովացուցիչ նյութ է: Նրա կուտակման ունակությունը մեծ թվովէներգիան թույլ է տալիս հարթել ջերմաստիճանի տատանումները Երկրի մակերեսին և կարգավորել ջերմային ռեժիմը ողջ մոլորակի վրա, և դա տեղի է ունենում անկախ տարվա եղանակից։

այն եզակի սեփականությունջուրը թույլ է տալիս այն օգտագործել որպես սառնագենտ արդյունաբերության մեջ և առօրյա կյանքում: Բացի այդ, ջուրը լայնորեն մատչելի և համեմատաբար էժան հումք է:

Ի՞նչ է նշանակում ջերմային հզորություն: Ինչպես հայտնի է թերմոդինամիկայի ընթացքից, ջերմության փոխանցումը միշտ տեղի է ունենում տաք մարմնից սառը մարմնից: Որտեղ մենք խոսում ենքորոշակի քանակությամբ ջերմության անցման մասին, և երկու մարմինների ջերմաստիճանը, լինելով նրանց վիճակի բնորոշ, ցույց է տալիս այս փոխանակման ուղղությունը։ Ջրի հետ մետաղական մարմնի գործընթացում հավասար զանգվածնույն սկզբնական ջերմաստիճաններում մետաղը փոխում է իր ջերմաստիճանը մի քանի անգամ ավելի, քան ջուրը:

Եթե ​​որպես պոստուլատ վերցնենք թերմոդինամիկայի հիմնական պնդումը՝ երկու մարմիններից (մյուսներից մեկուսացված), ջերմափոխանակության ժամանակ մեկը արձակում է, իսկ մյուսը ստանում է հավասար քանակությամբ ջերմություն, ապա պարզ է դառնում, որ մետաղն ու ջուրը լրիվ տարբեր ջերմություն ունեն։ կարողությունները։

Այսպիսով, ջրի (ինչպես նաև ցանկացած նյութի) ջերմային հզորությունը ցուցիչ է, որը բնութագրում է տվյալ նյութի՝ մեկ միավորի ջերմաստիճանի համար սառեցման (ջեռուցման) ընթացքում որոշակի քանակություն տալու (կամ ստանալու) կարողությունը։

Նյութի տեսակարար ջերմունակությունը ջերմության քանակն է, որն անհրաժեշտ է այս նյութի միավորը (1 կիլոգրամ) 1 աստիճանով տաքացնելու համար։

Մարմնի կողմից արձակված կամ ներծծվող ջերմության քանակը հավասար է հատուկ ջերմային հզորության, զանգվածի և ջերմաստիճանի տարբերության արտադրյալին: Այն չափվում է կալորիաներով։ Մեկ կալորիան հենց այն ջերմության քանակն է, որը բավական է 1 գ ջուրը 1 աստիճանով տաքացնելու համար։ Համեմատության համար՝ օդի տեսակարար ջերմային հզորությունը 0,24 կկալ/գ ∙°C է, ալյումինը 0,22, երկաթը՝ 0,11, սնդիկը 0,03։

Ջրի ջերմային հզորությունը հաստատուն չէ։ Ջերմաստիճանի 0-ից 40 աստիճանի բարձրացման դեպքում այն ​​փոքր-ինչ նվազում է (1,0074-ից մինչև 0,9980), մինչդեռ մնացած բոլոր նյութերի համար այս հատկանիշը մեծանում է ջեռուցման ընթացքում: Բացի այդ, այն կարող է նվազել ճնշման աճով (խորության վրա):

Ինչպես գիտեք, ջուրն ունի ագրեգացման երեք վիճակ՝ հեղուկ, պինդ (սառույց) և գազային (գոլորշու)։ Միևնույն ժամանակ, սառույցի հատուկ ջերմային հզորությունը մոտավորապես 2 անգամ ցածր է ջրի համեմատ: Սա է ջրի և այլ նյութերի հիմնական տարբերությունը, որոնց տեսակարար ջերմային հզորությունը պինդ և հալած վիճակում չի փոխվում։ Ո՞րն է այստեղ գաղտնիքը:

Բանն այն է, որ սառույցն ունի բյուրեղային կառուցվածք, որը տաքացնելիս անմիջապես չի փլուզվում։ Ջուրը պարունակում է սառույցի փոքր մասնիկներ, որոնք բաղկացած են մի քանի մոլեկուլներից և կոչվում են ասոցիատներ։ Ջուրը տաքացնելիս մի մասը ծախսվում է այդ գոյացությունների ջրածնային կապերի ոչնչացման վրա։ Սա բացատրում է ջրի անսովոր բարձր ջերմային հզորությունը: Նրա մոլեկուլների միջև կապերն ամբողջությամբ ոչնչացվում են միայն այն ժամանակ, երբ ջուրն անցնում է գոլորշու մեջ։

100°C ջերմաստիճանի հատուկ ջերմային հզորությունը գրեթե չի տարբերվում 0°C ջերմաստիճանի սառույցից: Սա ևս մեկ անգամ հաստատում է այս բացատրության ճիշտությունը: Գոլորշու ջերմունակությունը, ինչպես սառույցի ջերմունակությունը, այժմ շատ ավելի լավ է ընկալվում, քան ջրի, որի շուրջ գիտնականները դեռևս համաձայնության չեն եկել:

Էնթալպիանյութի հատկություն է, որը ցույց է տալիս էներգիայի քանակությունը, որը կարող է վերածվել ջերմության։

Էնթալպիանյութի թերմոդինամիկական հատկությունն է, որը ցույց է տալիս էներգիայի մակարդակըպահվում է իր մոլեկուլային կառուցվածքում: Սա նշանակում է, որ թեև նյութը կարող է էներգիա ունենալ հիմնված , բայց ոչ բոլորը կարող են վերածվել ջերմության: մաս ներքին էներգիա միշտ մնում է նյութի մեջև պահպանում է իր մոլեկուլային կառուցվածքը: Նյութի մի մասն անհասանելի է, երբ նրա ջերմաստիճանը մոտենում է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանին: հետևաբար, էթալպիաէներգիայի քանակն է, որը հասանելի է տվյալ ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում ջերմության վերածելու համար: Էնթալպիայի միավորներ- Բրիտանական ջերմային միավոր կամ ջոուլ էներգիայի համար և Btu/lbm կամ J/kg հատուկ էներգիայի համար:

Էնթալպի քանակությունը

Քանակ նյութի էթալպիաներելնելով իր տվյալ ջերմաստիճանից։ Հաշվի առնելով ջերմաստիճանըգիտնականների և ճարտարագետների կողմից որպես հաշվարկների հիմք ընտրված արժեքն է: Սա այն ջերմաստիճանն է, որի դեպքում նյութի էթալպիան զրոյական է J: Այլ կերպ ասած, նյութը չունի հասանելի էներգիա, որը կարող է վերածվել ջերմության: Այս ջերմաստիճանը ժամը տարբեր նյութերտարբեր. Օրինակ՝ ջրի այս ջերմաստիճանը եռակի կետն է (0°C), ազոտը՝ -150°C, իսկ մեթանի և էթանի վրա հիմնված սառնագենտները՝ -40°C։

Եթե ​​նյութի ջերմաստիճանը բարձր է իր տրված ջերմաստիճանից կամ փոխում է վիճակը գազայինի, ապա էթալպիան արտահայտվում է որպես դրական թիվ: Ընդհակառակը, նյութի տվյալ էթալպիան ցածր ջերմաստիճանում արտահայտվում է բացասական թիվ. Էնթալպիան օգտագործվում է հաշվարկներում՝ երկու վիճակների միջև էներգիայի մակարդակների տարբերությունը որոշելու համար։ Սա անհրաժեշտ է սարքավորումը կարգավորելու և որոշելու համար օգտակար գործողությունգործընթաց։

էթալպիահաճախ սահմանվում է որպես լիարժեք էներգիանյութեր, քանի որ այն հավասար է նրա ներքին էներգիայի գումարին (u) in տրված վիճակգործն ավարտելու իր կարողության հետ մեկտեղ (pv): Բայց իրականում էթալպիան չի ցույց տալիս նյութի ընդհանուր էներգիան բացարձակ զրոյից (-273°C) բարձր տվյալ ջերմաստիճանում։ Հետեւաբար, սահմանելու փոխարեն էթալպիաՈրպես նյութի ընդհանուր ջերմություն, ավելի ճշգրիտ սահմանեք այն որպես նյութի առկա էներգիայի ընդհանուր քանակ, որը կարող է վերածվել ջերմության:
H=U+pV

Այս կարճ նյութում մենք հակիրճ կքննարկենք մեր մոլորակի համար ջրի կարևոր հատկություններից մեկը՝ նրա Ջերմային հզորություն.

Ջրի հատուկ ջերմային հզորություն

Եկեք այս տերմինի հակիրճ մեկնաբանությունը կատարենք.

Ջերմային հզորություննյութը իր մեջ ջերմություն կուտակելու կարողությունն է։ Այս արժեքը չափվում է նրա կողմից կլանված ջերմության քանակով, երբ տաքացվում է 1 ° C-ով: Օրինակ, ջրի ջերմային հզորությունը կազմում է 1 կկալ/գ, կամ 4,2 Ջ/գ, իսկ հողը՝ 14,5-15,5°C ջերմաստիճանում (կախված հողի տեսակից) տատանվում է 0,5-ից 0,6 կկալ (2,1-2,5 Ջ): ) մեկ միավոր ծավալով և 0,2-ից մինչև 0,5 կկալ (կամ 0,8-2,1 Ջ) մեկ միավոր զանգվածի (գրամ):

Ջրի ջերմային հզորությունը ունի նշանակալի ազդեցությունմեր կյանքի շատ ասպեկտների վրա, սակայն այս հոդվածում մենք կանդրադառնանք նրա դերին ձևավորման գործում ջերմաստիճանի ռեժիմմեր մոլորակը, այսինքն...

Ջրի ջերմային հզորությունը և Երկրի կլիման

Ջերմային հզորությունջուր ձեր սեփական ճանապարհով բացարձակ արժեքբավականաչափ մեծ: Վերոնշյալ սահմանումից մենք տեսնում ենք, որ այն զգալիորեն գերազանցում է մեր մոլորակի հողի ջերմային հզորությունը։ Ջերմային հզորությունների այս տարբերության պատճառով հողը, Համաշխարհային օվկիանոսի ջրերի համեմատությամբ, շատ ավելի արագ է տաքանում և, համապատասխանաբար, ավելի արագ սառչում։ Պայմանավորված է ավելի իներտ համաշխարհային օվկիանոսի, տատանումների ամենօրյա և սեզոնային ջերմաստիճաններըՀողերը այնքան մեծ չեն, որքան օվկիանոսների և ծովերի բացակայության դեպքում: Այսինքն՝ ցուրտ սեզոնին ջուրը տաքացնում է Երկիրը, իսկ տաք սեզոնին՝ սառչում։ Բնականաբար, այս ազդեցությունն առավել նկատելի է ափամերձ տարածքներում, բայց համաշխարհային միջինում այն ​​ազդում է ամբողջ մոլորակի վրա:

Բնականաբար, շատ գործոններ ազդում են ամենօրյա և սեզոնային ջերմաստիճանի տատանումների վրա, սակայն ջուրը ամենակարևորներից մեկն է:

Օրական և սեզոնային ջերմաստիճանների տատանումների ամպլիտուդի մեծացումը արմատապես կփոխի մեզ շրջապատող աշխարհը:

Օրինակ՝ բոլորը լավ են հայտնի փաստ- ջերմաստիճանի կտրուկ տատանումներով քարը կորցնում է իր ամրությունը և դառնում փխրուն։ Ակնհայտ է, որ մենք ինքներս «մի փոքր» տարբեր կլինենք։ Գոնե մեր մարմնի ֆիզիկական պարամետրերը միանգամայն տարբեր կլինեին:

Ջրի անոմալ ջերմունակության հատկությունները

Ջրի ջերմունակությունը անոմալ հատկություններ ունի։ Ստացվում է, որ ջրի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, նրա ջերմային հզորությունը նվազում է, այս դինամիկան պահպանվում է մինչև 37 ° C, ջերմաստիճանի հետագա աճով ջերմային հզորությունը սկսում է աճել:

Այս փաստը պարունակում է մեկ հետաքրքիր հայտարարություն. Համեմատաբար, բնությունն ինքը՝ ի դեմս Ջրի, սահմանել է 37°C՝ որպես մարդու օրգանիզմի համար ամենահարմար ջերմաստիճանը՝ իհարկե, պայմանով, որ պահպանվեն մնացած բոլոր գործոնները։ Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի փոփոխության ցանկացած դինամիկայի դեպքում ջրի ջերմաստիճանը ձգտում է 37°C:

Այսօր մենք կխոսենք այն մասին, թե ինչ է ջերմային հզորությունը (ներառյալ ջուրը), ինչ տեսակներ է դա և որտեղ է օգտագործվում այս ֆիզիկական տերմինը: Մենք նաև ցույց կտանք, թե որքան օգտակար է այս արժեքը ջրի և գոլորշու համար, ինչու է պետք իմանալ այն և ինչպես է այն ազդում մեր առօրյա կյանքի վրա:

Ջերմային հզորության հայեցակարգը

Սա ֆիզիկական քանակությունայնքան հաճախ է օգտագործվում շրջակա աշխարհում և գիտության մեջ, որ առաջին հերթին պետք է խոսել դրա մասին։ Հենց առաջին սահմանումը ընթերցողից կպահանջի որոշակի պատրաստվածություն ունենալ, գոնե տարբերությամբ: Այսպիսով, մարմնի ջերմունակությունը ֆիզիկայում սահմանվում է որպես անվերջ փոքր քանակությամբ ջերմության ավելացումների հարաբերակցությունը համապատասխան անվերջ փոքր քանակությամբ ջերմաստիճանին:

Ջերմության քանակություն

Այսպես թե այնպես, գրեթե բոլորը հասկանում են, թե ինչ է ջերմաստիճանը։ Հիշեցնենք, որ «ջերմության քանակությունը» պարզապես արտահայտություն չէ, այլ տերմին, որը ցույց է տալիս այն էներգիան, որը մարմինը կորցնում կամ ստանում է դրա դիմաց: միջավայրը. Այս արժեքը չափվում է կալորիաներով: Այս միավորը ծանոթ է բոլոր կանանց, ովքեր դիետա են պահում: Սիրելի տիկնայք, այժմ դուք գիտեք, թե ինչ եք այրում վազքուղու վրա և ինչին է հավասար կերած (կամ ափսեի մեջ մնացած) յուրաքանչյուր ուտելիքի կտոր։ Այսպիսով, ցանկացած մարմին, որի ջերմաստիճանը փոխվում է, զգում է ջերմության քանակի աճ կամ նվազում: Այս քանակությունների հարաբերակցությունը ջերմային հզորությունն է։

Ջերմային հզորության կիրառում

Այնուամենայնիվ, ֆիզիկական հայեցակարգի խիստ սահմանումը, որը մենք դիտարկում ենք, հազվադեպ է օգտագործվում ինքնուրույն: Վերևում ասացինք, որ այն շատ հաճախ օգտագործվում է Առօրյա կյանք. Նրանք, ովքեր դպրոցում ֆիզիկա չէին սիրում, հիմա հավանաբար տարակուսած են։ Եվ մենք կբարձրացնենք գաղտնիության շղարշը և կասենք, որ տաք (և նույնիսկ սառը) ջուրը ծորակում և ջեռուցման խողովակներում հայտնվում է միայն ջերմային հզորության հաշվարկների շնորհիվ:

Եղանակային պայմանները, որոնք որոշում են, թե արդյոք դա արդեն հնարավոր է բացել լողանալու սեզոնկամ մինչ արժե ափին մնալ, այս արժեքը նույնպես հաշվի է առնվում։ Ցանկացած սարք, որը կապված է ջեռուցման կամ հովացման հետ (նավթի սառնարան, սառնարան), սննդի պատրաստման բոլոր էներգիայի ծախսերը (օրինակ՝ սրճարանում) կամ փողոցային փափուկ պաղպաղակի վրա ազդում են այս հաշվարկներից: Ինչպես հասկանում եք, խոսքը գնում է այնպիսի քանակության մասին, ինչպիսին է ջրի ջերմունակությունը։ Հիմարություն կլինի ենթադրել, որ վաճառողները և սովորական սպառողները դա անում են, բայց ինժեներները, դիզայներները, արտադրողները ամեն ինչ հաշվի են առել և համապատասխան պարամետրեր են տեղադրել: Կենցաղային տեխնիկա. Այնուամենայնիվ, ջերմային հզորության հաշվարկները շատ ավելի լայնորեն օգտագործվում են՝ հիդրոտուրբինների և ցեմենտի արտադրության, օդանավերի համաձուլվածքների փորձարկման կամ գնացքներ, շինարարության, հալման, հովացման ժամանակ։ Նույնիսկ տիեզերական հետազոտությունը հիմնված է այս արժեքը պարունակող բանաձեւերի վրա:

Ջերմային հզորության տեսակները

Այսպիսով, բոլորովին գործնական կիրառություններօգտագործել հարաբերական կամ հատուկ ջերմային հզորություն: Այն սահմանվում է որպես ջերմության քանակություն (առանց անսահման փոքրերի, նկատի ունեցեք), որ պահանջվում է նյութի միավոր քանակությունը մեկ աստիճանով բարձրացնելու համար: Քելվինի և Ցելսիուսի սանդղակների աստիճանները համընկնում են, սակայն ֆիզիկայում ընդունված է այդ արժեքը անվանել առաջին միավորներով։ Կախված նրանից, թե ինչպես է արտահայտվում նյութի քանակի միավորը, առանձնանում են զանգվածային, ծավալային և մոլային հատուկ ջերմային հզորություններ։ Հիշեցնենք, որ մեկ մոլը նյութի այնպիսի քանակություն է, որը պարունակում է մոտավորապես վեց անգամ տասը մինչև քսաներորդ աստիճանի մոլեկուլներ: Կախված առաջադրանքից, օգտագործվում է համապատասխան ջերմային հզորությունը, դրանց նշանակումը ֆիզիկայում տարբեր է։ Զանգվածային ջերմային հզորությունը նշվում է որպես C և արտահայտվում է J / kg * K, ծավալը - C` (J / m 3 * K), մոլային - C μ (J / mol * K):

Իդեալական գազ

Եթե ​​իդեալական գազի խնդիրը լուծվում է, ապա դրա արտահայտությունն այլ է։ Հիշեցնենք, որ իրականում գոյություն չունեցող այս նյութում ատոմները (կամ մոլեկուլները) չեն փոխազդում միմյանց հետ։ Այս որակը արմատապես փոխում է իդեալական գազի ցանկացած հատկություն: Ուստի հաշվարկների ավանդական մոտեցումները ցանկալի արդյունք չեն տա։ Իդեալական գազ է անհրաժեշտ որպես օրինակ՝ մետաղի էլեկտրոնները նկարագրելու համար: Նրա ջերմային հզորությունը սահմանվում է որպես մասնիկների ազատության աստիճանների քանակ, որոնցից այն կազմված է:

Ագրեգացման վիճակը

Թվում է, թե նյութի համար ամեն ինչ ֆիզիկական բնութագրերընույնը բոլոր պայմաններում: Բայց դա այդպես չէ: Ագրեգացման այլ վիճակի անցնելիս (սառույցի հալման և սառեցման ժամանակ, հալված ալյումինի գոլորշիացման կամ պնդացման ժամանակ) այս արժեքը կտրուկ փոխվում է։ Այսպիսով, ջրի ջերմային հզորությունը և ջրային գոլորշին տարբեր են: Ինչպես կտեսնենք ստորև, զգալիորեն. Այս տարբերությունը մեծապես ազդում է այս նյութի ինչպես հեղուկ, այնպես էլ գազային բաղադրիչների օգտագործման վրա:

Ջեռուցում և ջերմային հզորություն

Ինչպես արդեն նկատել է ընթերցողը, ամենից հաճախ ներս իրական աշխարհըհայտնվում է ջրի ջերմային հզորությունը. Դա կյանքի աղբյուրն է, առանց դրա մեր գոյությունն անհնար է։ Նրան մարդ է պետք։ Հետևաբար, հնագույն ժամանակներից մինչև մեր օրերը տներ և արդյունաբերություններ կամ դաշտեր ջուր հասցնելու խնդիրը միշտ եղել է մարտահրավեր: լավ է այն երկրների համար, որոնք ունեն ամբողջ տարինդրական ջերմաստիճան: Հին հռոմեացիները ջրատարներ են կառուցել՝ իրենց քաղաքներին այս արժեքավոր ռեսուրսով ապահովելու համար: Բայց որտեղ ձմեռ է, այս մեթոդը չի աշխատի։ Սառույցը, ինչպես գիտեք, ավելի մեծ կոնկրետ ծավալ ունի, քան ջուրը։ Սա նշանակում է, որ խողովակների մեջ սառչելը ոչնչացնում է դրանք ընդարձակման պատճառով։ Այսպիսով, կենտրոնական ջեռուցման ինժեներների առաջ և տաք և սառը ջուրտանը, խնդիրն այն է, թե ինչպես խուսափել դրանից:

Ջրի ջերմային հզորությունը, հաշվի առնելով խողովակների երկարությունը, կտա այն պահանջվող ջերմաստիճանը, որին պետք է տաքացվեն կաթսաները։ Այնուամենայնիվ, մեր ձմեռները շատ ցուրտ են: Իսկ հարյուր աստիճանի Ցելսիուսի դեպքում արդեն եռում է տեղի ունենում։ Այս իրավիճակում օգնության է գալիս ջրի գոլորշու հատուկ ջերմային հզորությունը։ Ինչպես նշվեց վերևում, ագրեգացման վիճակը փոխում է այս արժեքը: Դե, կաթսաներում, որոնք ջերմություն են բերում մեր տները, ուժեղ գերտաքացած գոլորշի կա: Շնորհիվ այն բանի, որ այն ունի բարձր ջերմաստիճան, այն ստեղծում է անհավանական ճնշում, ուստի կաթսաները և դրանց տանող խողովակները պետք է շատ ամուր լինեն։ AT այս դեպքընույնիսկ փոքր փոսը, շատ փոքր արտահոսքը կարող է հանգեցնել պայթյունի: Ջրի ջերմունակությունը կախված է ջերմաստիճանից և ոչ գծային: Այսինքն՝ քսանից երեսուն աստիճան տաքացնելու համար կպահանջվի այլ քանակությամբ էներգիա, քան, ասենք, հարյուր հիսունից հարյուր վաթսուն։

Ցանկացած գործողությամբ, որն ազդում է ջրի ջեռուցման վրա, դա պետք է հաշվի առնել, հատկապես, երբ խոսքը վերաբերում է մեծ ծավալներ. Գոլորշու ջերմային հզորությունը, ինչպես նրա շատ հատկություններ, կախված է ճնշումից: Նույն ջերմաստիճանում, ինչ հեղուկ վիճակ, գազայինը գրեթե չորս անգամ ավելի ցածր ջերմային հզորություն ունի։

Վերևում մենք բազմաթիվ օրինակներ ենք տվել, թե ինչու է անհրաժեշտ ջուր տաքացնել և ինչպես է անհրաժեշտ հաշվի առնել ջերմային հզորության արժեքը: Այնուամենայնիվ, մենք դեռ չենք ասել, որ մոլորակի բոլոր առկա ռեսուրսների մեջ այս հեղուկը ջեռուցման համար էներգիայի սպառման բավականին բարձր ցուցանիշ ունի: Այս գույքըհաճախ օգտագործվում է սառեցման համար:

Քանի որ ջրի ջերմային հզորությունը բարձր է, այն արդյունավետ և արագ կվերացնի ավելորդ էներգիան: Սա օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ, բարձր տեխնոլոգիական սարքավորումներում (օրինակ, լազերներում): Այո, և տանը մենք, հավանաբար, ամենից շատ դա գիտենք արդյունավետ մեթոդսառը պինդ խաշած ձվերը կամ տաք տապակած տապակը - լվանալ սառը ծորակ ջրի տակ:

Իսկ ատոմային միջուկային ռեակտորների աշխատանքի սկզբունքը հիմնականում հիմնված է ջրի բարձր ջերմունակության վրա։ Թեժ գոտին, ինչպես անունն է հուշում, ունի անհավատալի բարձր ջերմաստիճանի. Ջուրն ինքն իրեն տաքացնելով՝ սառեցնում է համակարգը՝ թույլ չտալով ռեակցիայի վերահսկողությունից դուրս գալը: Այսպիսով, մենք ստանում ենք անհրաժեշտ էլեկտրաէներգիա (տաքացվող գոլորշին պտտում է տուրբինները), և ոչ մի աղետ չի լինում։