Ne amintim fizica - care este capacitatea de căldură a apei?

Ode este una dintre cele mai uimitoare substanțe. În ciuda utilizării pe scară largă și a utilizării pe scară largă, este un adevărat mister al naturii. Fiind unul dintre compușii de oxigen, apa ar părea că ar trebui să aibă caracteristici foarte scăzute, cum ar fi punctul de fierbere și înghețarea, căldura de vaporizare etc. Dar acest lucru nu se întâmplă. Numai capacitatea de căldură a apei, în ciuda a tot ceea ce este, este extrem de mare.

Apa este capabilă să absoarbă o cantitate mare de căldură, în timp ce ea însăși nu se încălzește - aceasta este caracteristica fizică. Căldură specifică apa peste capacitatea de căldură a nisipului este de aproximativ cinci ori, și de zece ori - fier. Prin urmare, apa este un lichid de răcire natural. Proprietatea sa de a acumula o cantitate mare de energie face posibilă netezirea fluctuațiilor de temperatură pe suprafața Pământului și reglarea regimului termic pe întreaga planetă, iar acest lucru se întâmplă indiferent de sezon.

Această proprietate unică a apei face posibilă utilizarea acesteia ca agent de răcire în industrie și acasă. În plus, apa este în general disponibilă și materii prime relativ ieftine.

Ce se înțelege prin capacitatea de căldură? După cum se știe din cursul termodinamicii, transferul de căldură apare întotdeauna de la cald la frig. În acest caz, vorbim despre trecerea unei anumite cantități de căldură, iar temperatura ambelor corpuri, fiind o caracteristică a stării lor, arată direcția acestui schimb. În procesul de schimb de căldură, de exemplu, un corp metalic cu apă de masă egală la aceleași temperaturi inițiale, metalul își schimbă temperatura de mai multe ori mai mult decât apa.

Dacă acceptăm postulatul declarația principală a termodinamicii - a două corpuri (izolate de la alții), atunci când un singur schimb de căldură dă, iar celălalt primește o cantitate egală de căldură, devine clar faptul că metalul și apa este complet diferit capacitatea de căldură.

Astfel, capacitatea de căldură a apei (ca orice substanță) este un indicator care caracterizează capacitatea unei substanțe date de a da (sau primi) unele cantitatea de căldură când se răcește (încălzit) pe temperatură unitară.

Căldura specifică a substanței este cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi o unitate a acestei substanțe (1 kilogram) cu 1 grad.

Cantitatea de căldură eliberată sau absorbită de către organism este egală cu produsul de căldură specifică, masa și diferența de temperatură. Se măsoară în calorii. O calorie este exact cantitatea de căldură care este suficientă pentru a încălzi 1 g de apă pe 1 grad. Pentru comparație: căldură specifică a aerului - 0,24 cal / g ∙ ° C, aluminiu - 0,22, fier - 0,11, mercur - 0,03.

Capacitatea de căldură a apei nu este constantă. Cu o creștere a temperaturii de la 0 la 40 de grade, acesta scade ușor (de la 1.0074 la 0.9980), în timp ce pentru toate celelalte substanțe această caracteristică crește în procesul de încălzire. În plus, poate scădea odată cu creșterea presiunii (la adâncime).

După cum se știe, apa are trei stare agregat - lichid, solid (gheață) și gazoasă (vapori). În acest caz, căldura specifică de gheață este de aproximativ 2 ori mai mică decât cea a apei. Aceasta - apa principală, spre deosebire de alte substanțe, valori termice specifice care nu variază în stare solidă și topită. Care este secretul aici?

Faptul este că gheața are o structură cristalină, care nu se descompune imediat când este încălzită. Apa conține particule mici de gheață, constând din mai multe molecule și numiți asociați. Când apa este încălzită energia termică este cheltuită pentru distrugerea legăturilor de hidrogen în aceste formațiuni. Aceasta explică capacitatea de încălzire neobișnuit de mare a apei. Complet legăturile dintre moleculele sale sunt distruse numai atunci când apa se schimbă în abur.

Căldură specifică vapori de apă la o temperatură de 100 ° C aproape nu diferă de cea a gheții la 0 ° C. Aceasta confirmă din nou corectitudinea acestei explicații. Capacitatea de căldură a aburului, ca și capacitatea de căldură a gheții, a fost acum studiată mult mai bine decât apa, în legătură cu care oamenii de știință nu au ajuns încă la un consens.