Πίνακας συντελεστή θερμικής διάχυσης νερού σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Θερμική αγωγιμότητα του νερού

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού είναι μια ιδιότητα που όλοι, χωρίς να το υποπτευόμαστε, χρησιμοποιούμε πολύ συχνά στην καθημερινή ζωή.

Εν συντομία σχετικά με αυτό το ακίνητο, έχουμε ήδη γράψει στο άρθρο μας. ΧΗΜΙΚΕΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΗΝ ΥΓΡΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ →, σε αυτό το υλικό θα δώσουμε έναν πιο λεπτομερή ορισμό.

Αρχικά, εξετάστε την έννοια του όρου θερμική αγωγιμότητα γενικά.

Η θερμική αγωγιμότητα είναι...

Εγχειρίδιο Τεχνικού Μεταφραστή

Θερμική αγωγιμότητα - μεταφορά θερμότητας, κατά την οποία η μεταφορά θερμότητας σε ένα ανομοιόμορφα θερμαινόμενο μέσο έχει ατομικό-μοριακό χαρακτήρα

[Ορολογικό λεξικό για κατασκευή σε 12 γλώσσες (VNIIIS Gosstroy της ΕΣΣΔ)]

Θερμική αγωγιμότητα - η ικανότητα ενός υλικού να μεταδίδει τη ροή θερμότητας

[ST SEV 5063-85]

Εγχειρίδιο Τεχνικού Μεταφραστή

Επεξηγηματικό Λεξικό Ushakov

Θερμική αγωγιμότητα, θερμική αγωγιμότητα, πληθ. όχι θηλυκό (φυσικό) - η ιδιότητα των σωμάτων να διανέμουν θερμότητα από πιο θερμαινόμενα μέρη σε λιγότερο θερμαινόμενα.

Επεξηγηματικό Λεξικό Ushakov. D.N. Ο Ουσάκοφ. 1935-1940

Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

Θερμική αγωγιμότητα είναι η μεταφορά ενέργειας από πιο θερμαινόμενα μέρη του σώματος σε λιγότερο θερμαινόμενα ως αποτέλεσμα της θερμικής κίνησης και της αλληλεπίδρασης των σωματιδίων που το αποτελούν. Οδηγεί σε εξίσωση της θερμοκρασίας του σώματος. Συνήθως, η ποσότητα της μεταφερόμενης ενέργειας, που ορίζεται ως η πυκνότητα της ροής θερμότητας, είναι ανάλογη με τη βαθμίδα θερμοκρασίας (νόμος Φουριέ). Ο συντελεστής αναλογικότητας ονομάζεται συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας.

Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό. 2000

Θερμική αγωγιμότητα του νερού

Για μια πιο ογκώδη κατανόηση της συνολικής εικόνας, σημειώνουμε μερικά γεγονότα:

• Η θερμική αγωγιμότητα του αέρα είναι περίπου 28 φορές μικρότερη από τη θερμική αγωγιμότητα του νερού.
• Η θερμική αγωγιμότητα του λαδιού είναι περίπου 5 φορές μικρότερη από αυτή του νερού.
• Καθώς η πίεση αυξάνεται, η θερμική αγωγιμότητα αυξάνεται.
• Στις περισσότερες περιπτώσεις, με την αύξηση της θερμοκρασίας, αυξάνεται επίσης η θερμική αγωγιμότητα των ασθενώς συμπυκνωμένων διαλυμάτων αλάτων, αλκαλίων και οξέων.

Ως παράδειγμα, παρουσιάζουμε τη δυναμική των αλλαγών στις τιμές της θερμικής αγωγιμότητας του νερού ανάλογα με τη θερμοκρασία, σε πίεση 1 bar:

0°С - 0,569 W/(m deg);
10°С - 0,588 W/(m deg);
20°С - 0,603 W/(m deg);
30°C - 0,617 W/(m deg);
40°C - 0,630 W/(m deg);
50°С - 0,643 W/(m deg);
60°С - 0,653 W/(m deg);
70°С - 0,662 W/(m deg);
80°С - 0,669 W/(m deg);
90°С - 0,675 W/(m deg);

100°С – 0,0245 W/(m deg);
110°С – 0,0252 W/(m deg);
120°С - 0,026 W/(m deg);
130°С - 0,0269 W/(m deg);
140°С - 0,0277 W/(m deg);
150°С - 0,0286 W/(m deg);
160°С - 0,0295 W/(m deg);
170°С - 0,0304 W/(m deg);
180°С - 0,0313 W/(m deg).

Η θερμική αγωγιμότητα, όμως, όπως όλες οι άλλες, είναι μια πολύ σημαντική ιδιότητα του νερού για όλους μας. Για παράδειγμα, πολύ συχνά, χωρίς να το γνωρίζουμε, το χρησιμοποιούμε στην καθημερινή ζωή - χρησιμοποιούμε νερό για να ψύχουμε γρήγορα θερμαινόμενα αντικείμενα και ένα θερμαντικό μαξιλάρι για να συσσωρεύουμε θερμότητα και να το αποθηκεύουμε.

Σελίδα 1

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού είναι περίπου 5 φορές μεγαλύτερη από αυτή του λαδιού. Αυξάνεται με την αύξηση της πίεσης, αλλά σε πιέσεις που εμφανίζονται στις υδροδυναμικές μεταδόσεις, μπορεί να ληφθεί σταθερή.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού είναι περίπου 28 φορές μεγαλύτερη από αυτή του αέρα. Σύμφωνα με αυτό, ο ρυθμός απώλειας θερμότητας αυξάνεται όταν το σώμα βυθίζεται στο νερό ή σε επαφή με αυτό, και αυτό καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την αίσθηση θερμότητας ενός ατόμου στον αέρα και στο νερό. Έτσι, για παράδειγμα, στους - (- 33, ο αέρας μας φαίνεται ζεστός και η ίδια θερμοκρασία νερού φαίνεται αδιάφορη. Η θερμοκρασία του αέρα 23 μας φαίνεται αδιάφορη και το νερό της ίδιας θερμοκρασίας φαίνεται δροσερό. Στο - (- 12 , ο αέρας φαίνεται δροσερός και το νερό φαίνεται κρύο.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού και των υδρατμών z είναι αναμφίβολα η καλύτερα μελετημένη από όλες τις άλλες ουσίες.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού έχει θετική πορεία θερμοκρασίας, επομένως, σε χαμηλές συγκεντρώσεις, η θερμική αγωγιμότητα των υδατικών διαλυμάτων πολλών αλάτων, οξέων και αλκαλίων αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των άλλων υγρών (εκτός των μετάλλων) και επίσης αλλάζει ανώμαλα: αυξάνεται μέχρι τους 150 C και μόνο τότε αρχίζει να μειώνεται. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού είναι πολύ μικρή, αλλά αυξάνεται σημαντικά με την αύξηση τόσο της θερμοκρασίας όσο και της πίεσης. Η κρίσιμη θερμοκρασία του νερού είναι 374 C, η κρίσιμη πίεση είναι 218 atm.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των άλλων υγρών (εκτός των μετάλλων) και επίσης αλλάζει ανώμαλα: αυξάνεται μέχρι τους 150 C και μόνο τότε αρχίζει να μειώνεται. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού είναι πολύ μικρή, αλλά αυξάνεται σημαντικά με την αύξηση τόσο της θερμοκρασίας όσο και της πίεσης. Η κρίσιμη θερμοκρασία του νερού είναι 374 C, η κρίσιμη πίεση είναι 218 atm.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού έχει θετική πορεία θερμοκρασίας, επομένως, σε χαμηλές συγκεντρώσεις, η θερμική αγωγιμότητα των υδατικών διαλυμάτων πολλών αλάτων, οξέων και αλκαλίων αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού, των υδατικών διαλυμάτων αλάτων, των διαλυμάτων αλκοόλης-νερού και ορισμένων άλλων υγρών (για παράδειγμα, γλυκόλες) αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού είναι πολύ μικρή σε σύγκριση με τη θερμική αγωγιμότητα άλλων ουσιών. Έτσι, η θερμική αγωγιμότητα του φελλού είναι 0 1. αμίαντος - 0 3 - 0 6; σκυρόδεμα - 2 - 3; δέντρο - 0 3 - 1 0; τούβλο-1 5 - 2 0; πάγος - 5 5 cal / cm sec βαθμ.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού Χ στο 24 είναι 0 511, η θερμοχωρητικότητα του με 1 kcal kg C.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού prn 25 είναι 1 43 - 10 - 3 cal / cm-sec.

Δεδομένου ότι η θερμική αγωγιμότητα του νερού (R 0 5 kcal / m - h - deg) είναι περίπου 25 φορές μεγαλύτερη από αυτή του ακίνητου αέρα, η μετατόπιση του αέρα από το νερό αυξάνει τη θερμική αγωγιμότητα του πορώδους υλικού. Με το γρήγορο πάγωμα και το σχηματισμό χιονιού αντί πάγου στους πόρους των οικοδομικών υλικών (R 0 3 - 0 4), όπως έδειξαν οι παρατηρήσεις μας, η θερμική αγωγιμότητα του υλικού, αντίθετα, μειώνεται κάπως. Ο σωστός υπολογισμός της περιεκτικότητας σε υγρασία των υλικών έχει μεγάλη σημασία για τους υπολογισμούς θερμικής μηχανικής των κατασκευών, τόσο υπέργειων όσο και υπόγειων, για παράδειγμα, νερού και λυμάτων.

Το νερό είναι μια μοναδική ουσία που έχει μια πολύπλοκη μοριακή δομή που δεν έχει ακόμη διερευνηθεί πλήρως. Ανεξάρτητα από την κατάσταση συσσωμάτωσης, τα μόρια H2O συνδέονται ισχυρά μεταξύ τους, γεγονός που καθορίζει πολλές φυσικές ιδιότητες του νερού και των διαλυμάτων του. Ας μάθουμε αν το συνηθισμένο νερό έχει θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Οι κύριες φυσικές ιδιότητες του H2O περιλαμβάνουν:

• πυκνότητα;
• διαφάνεια;
• χρώμα;
• μυρωδιά;
• γεύση;
• θερμοκρασία;
• συμπιεστό;
• ραδιοενέργεια;
• θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Τα τελευταία χαρακτηριστικά της θερμικής αγωγιμότητας και της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του νερού είναι πολύ ασταθή και εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες. Ας τα εξετάσουμε λεπτομερέστερα.

Ηλεκτρική αγωγιμότητα

Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι μια μονόδρομη κίνηση αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων – ηλεκτρονίων. Κάποιες ουσίες μπορούν να μεταφέρουν αυτά τα σωματίδια και κάποιες δεν μπορούν. Αυτή η ικανότητα εκφράζεται σε αριθμητική μορφή και αντιπροσωπεύει την τιμή της ηλεκτρικής αγωγιμότητας.

Υπάρχουν ακόμα συζητήσεις για το αν το καθαρό νερό έχει ηλεκτρική αγωγιμότητα, είναι ικανό να μεταφέρει ρεύμα, αλλά πολύ άσχημα. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του αποστάγματος εξηγείται από το γεγονός ότι τα μόρια H2O αποσυντίθενται μερικώς σε ιόντα Η+ και ΟΗ-. Τα ηλεκτροσωματίδια κινούνται με τη βοήθεια θετικά φορτισμένων ιόντων υδρογόνου, τα οποία μπορούν να κινούνται στη στήλη του νερού.

Τι καθορίζει την ηλεκτρική αγωγιμότητα ενός υγρού

Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του H2O εξαρτάται από παράγοντες όπως:

• την παρουσία και τη συγκέντρωση ιοντικών προσμίξεων (μεταλλοποίηση).
• τη φύση των ιόντων·
• θερμοκρασία υγρού?
• ιξώδες του νερού.

Οι δύο πρώτοι παράγοντες είναι καθοριστικοί. Επομένως, υπολογίζοντας την τιμή της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του υγρού, μπορούμε να κρίνουμε τον βαθμό της ανοργανοποίησης του.

Καθαρό νερό δεν υπάρχει στη φύση. Ακόμη και το νερό της πηγής είναι ένα είδος διαλύματος αλάτων, μετάλλων και άλλων ακαθαρσιών ηλεκτρολυτών. Πρώτα απ 'όλα, αυτά είναι τα ιόντα Na+, K+, Ca2+, Cl-, SO4 2-, HCO3 -. Επίσης, η σύνθεσή του μπορεί να περιλαμβάνει ασθενείς ηλεκτρολύτες, οι οποίοι δεν είναι σε θέση να αλλάξουν σε μεγάλο βαθμό την ιδιότητα του αγώγιμου ρεύματος. Αυτά περιλαμβάνουν Fe3+, Fe2+, Mn2+, Al3+, NO3-, HPO4- και άλλα. Μπορούν να έχουν ισχυρή επίδραση στην ηλεκτρική αγωγιμότητα μόνο σε περίπτωση υψηλής συγκέντρωσης, όπως, για παράδειγμα, συμβαίνει σε λύματα με βιομηχανικά απόβλητα. Είναι ενδιαφέρον ότι η παρουσία ακαθαρσιών στο νερό που βρίσκεται σε κατάσταση πάγου δεν επηρεάζει την ικανότητά του να μεταφέρει ηλεκτρισμό.

Ηλεκτρική αγωγιμότητα του θαλασσινού νερού

Το θαλασσινό νερό είναι καλύτερος αγωγός του ηλεκτρισμού από το γλυκό νερό. Αυτό οφείλεται στην παρουσία σε αυτό του διαλυμένου άλατος NaCl, το οποίο είναι ένας καλός ηλεκτρολύτης. Ο μηχανισμός για την αύξηση της αγωγιμότητας μπορεί να περιγραφεί ως εξής:

1. Το χλωριούχο νάτριο, όταν διαλύεται στο νερό, αποσυντίθεται σε ιόντα Na + και Cl-, τα οποία έχουν διαφορετικά φορτία.
2. Τα ιόντα Na+ προσελκύουν ηλεκτρόνια επειδή έχουν το αντίθετο φορτίο.
3. Η κίνηση των ιόντων νατρίου στη στήλη του νερού οδηγεί σε κίνηση ηλεκτρονίων, η οποία, με τη σειρά της, οδηγεί στην εμφάνιση ηλεκτρικού ρεύματος.

Έτσι, η ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού καθορίζεται από την παρουσία αλάτων και άλλων ακαθαρσιών σε αυτό. Όσο μικρότεροι είναι, τόσο μικρότερη είναι η ικανότητα αγωγής ηλεκτρικού ρεύματος. Με απεσταγμένο νερό είναι πρακτικά μηδέν.

Μέτρηση αγωγιμότητας

Η μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας των διαλυμάτων πραγματοποιείται με αγωγόμετρα. Πρόκειται για ειδικές συσκευές, η αρχή των οποίων βασίζεται στην ανάλυση του λόγου της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και της συγκέντρωσης των ακαθαρσιών ηλεκτρολυτών. Μέχρι σήμερα, υπάρχουν πολλά μοντέλα που μπορούν να μετρήσουν την ηλεκτρική αγωγιμότητα όχι μόνο διαλυμάτων υψηλής συγκέντρωσης, αλλά και καθαρού απεσταγμένου νερού.

Θερμική αγωγιμότητα

Η θερμική αγωγιμότητα είναι η ικανότητα μιας φυσικής ουσίας να μεταφέρει τη θερμότητα από θερμαινόμενα μέρη σε ψυχρότερα μέρη. Το νερό, όπως και άλλες ουσίες, έχει αυτή την ιδιότητα. Η μεταφορά θερμότητας λαμβάνει χώρα είτε από ένα μόριο σε ένα μόριο H2O, το οποίο είναι ένας μοριακός τύπος θερμικής αγωγιμότητας, είτε όταν κινείται ρευστό - ένας τυρβώδης τύπος.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού είναι αρκετές φορές υψηλότερη από αυτή άλλων υγρών ουσιών, με εξαίρεση τα λιωμένα μέταλλα, τα οποία έχουν ακόμη υψηλότερο δείκτη.

Η ικανότητα του νερού να μεταφέρει τη θερμότητα εξαρτάται από δύο παράγοντες: την πίεση και τη θερμοκρασία. Με την αύξηση της πίεσης, ο δείκτης αγωγιμότητας αυξάνεται, με αύξηση της θερμοκρασίας έως 150 °C αυξάνεται και στη συνέχεια αρχίζει να μειώνεται.

Στην καθοδική κατεύθυνση, αρχίζουν να ανιχνεύονται όταν το πάχος του στρώματος νερού είναι μεταξύ σφαιρικού (με ακτίνα καμπυλότητας περίπου 1 m) και επίπεδου

Ως αποτέλεσμα της ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ ατμού και υγρού, μόνο το ανώτερο στρώμα του υγρού θα λάβει τη θερμοκρασία κορεσμού που αντιστοιχεί στη μέση πίεση αποστράγγισης. Η θερμοκρασία του μεγαλύτερου μέρους του υγρού θα παραμείνει κάτω από τη θερμοκρασία κορεσμού. Η θέρμανση του υγρού προχωρά αργά λόγω της χαμηλής τιμής της θερμικής διάχυσης του υγρού προπανίου ή βουτανίου. Για παράδειγμα, το υγρό προπάνιο στη γραμμή κορεσμού σε θερμοκρασία ts - 20 ° C a = 0,00025 m - / h, ενώ για το νερό, που είναι μια από τις πιο αδρανείς θερμικά ουσίες, η τιμή της θερμικής διαχυσιμότητας στην ίδια θερμοκρασία θα είναι a = 0,00052 m/h

Η θερμική αγωγιμότητα και η θερμική διάχυση του ξύλου εξαρτώνται από την πυκνότητά του, καθώς, σε αντίθεση με τη θερμοχωρητικότητα, αυτές οι ιδιότητες επηρεάζονται από την παρουσία κοιλοτήτων κυψελών γεμάτων αέρα που κατανέμονται στον όγκο του ξύλου. Ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του απολύτως ξηρού ξύλου αυξάνεται με την αύξηση της πυκνότητας, ενώ η θερμική διάχυση μειώνεται. Όταν οι κοιλότητες των κυττάρων γεμίζουν με νερό, η θερμική αγωγιμότητα του ξύλου αυξάνεται και η θερμική διάχυση μειώνεται. Η θερμική αγωγιμότητα του ξύλου κατά μήκος των ινών είναι μεγαλύτερη από ό,τι κατά μήκος.

ΤΙ εξαρτάται από τις έντονα διαφορετικές τιμές αυτών των συντελεστών για τις ουσίες του άνθρακα, του αέρα και του νερού. Έτσι, η ειδική θερμοχωρητικότητα του νερού είναι τριπλάσια και ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας είναι 25 φορές μεγαλύτερος από αυτόν του αέρα, επομένως, οι συντελεστές θερμότητας και θερμικής διάχυσης αυξάνονται με την αύξηση της υγρασίας στα κάρβουνα (Εικ. 13).

Η συσκευή που φαίνεται στην εικ. 16 στα αριστερά, χρησιμεύει για τη μέτρηση της θερμότητας και της θερμικής διάχυσης των χύδην υλικών. Σε αυτή την περίπτωση, το υλικό δοκιμής τοποθετείται στον χώρο που σχηματίζεται από την εσωτερική επιφάνεια του κυλίνδρου 6 και τον κυλινδρικό θερμαντήρα 9, τοποθετημένος κατά μήκος του άξονα της συσκευής. Για τη μείωση των αξονικών ροών, η μονάδα μέτρησης είναι εξοπλισμένη με καλύμματα 7, 8 από θερμομονωτικό υλικό. Στο σακάκι που σχηματίζεται από τον εσωτερικό και τον εξωτερικό κύλινδρο κυκλοφορεί νερό σταθερής θερμοκρασίας. Όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, η διαφορά θερμοκρασίας μετριέται με ένα διαφορικό θερμοστοιχείο, η μία ένωση από την οποία η 1 είναι στερεωμένη κοντά στον κυλινδρικό θερμαντήρα και η άλλη 2 - στην εσωτερική επιφάνεια του κυλίνδρου με το υλικό δοκιμής.

Σε παρόμοιο τύπο καταλήγουμε αν λάβουμε υπόψη τον χρόνο που απαιτείται για την εξάτμιση μιας μόνο σταγόνας υγρού. Η θερμική διαχυτικότητα Xv υγρών όπως το νερό είναι συνήθως χαμηλή. Από αυτή την άποψη, η θέρμανση της σταγόνας συμβαίνει σχετικά αργά κατά τη διάρκεια του χρόνου t o / Xv. Αυτό μας επιτρέπει να υποθέσουμε ότι η εξάτμιση του υγρού συμβαίνει μόνο από την επιφάνεια της σταγόνας χωρίς σημαντική θέρμανση

Στα ρηχά νερά, το νερό θερμαίνεται όχι μόνο από πάνω λόγω διεργασιών ανταλλαγής θερμότητας με την ατμόσφαιρα, αλλά και από κάτω, από την πλευρά του πυθμένα, ο οποίος θερμαίνεται γρήγορα λόγω της χαμηλής θερμικής διάχυσης και της σχετικά χαμηλής θερμικής ικανότητας. Τη νύχτα, ο πυθμένας μεταφέρει τη θερμότητα που συσσωρεύεται κατά τη διάρκεια της ημέρας στο στρώμα νερού που βρίσκεται από πάνω του και εμφανίζεται ένα είδος φαινομένου του θερμοκηπίου.

Σε αυτές τις εκφράσεις, το Yad και το H (σε cal mol) είναι οι θερμότητες απορρόφησης και αντίδρασης (θετικές όταν η αντίδραση είναι εξώθερμη) και οι υπόλοιπες ονομασίες υποδεικνύονται παραπάνω. Η θερμική ικανότητα διάχυσης για το νερό είναι περίπου 1,5-10" cm 1δευτ. Λειτουργίες και

Η θερμική αγωγιμότητα και η θερμική διάχυση των υγρών γεώτρησης έχουν μελετηθεί πολύ λιγότερο. Στους θερμικούς υπολογισμούς, η θερμική τους αγωγιμότητα, σύμφωνα με τους V. N. Dakhnov και D. I. Dyakonov, καθώς και B. I. Esman και άλλους, λαμβάνεται ίδια με το νερό - 0,5 kcal / m-h-deg. Σύμφωνα με στοιχεία αναφοράς, ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας των υγρών γεώτρησης είναι 1,29 kcal/m-h-deg. Οι S. M. Kuliev και άλλοι πρότειναν την εξίσωση για τον υπολογισμό του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας

Για κατά προσέγγιση υπολογισμούς των διαδικασιών εξάτμισης του νερού στον αέρα και συμπύκνωσης νερού από υγρό αέρα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο λόγος Lewis, καθώς ο λόγος της θερμικής διάχυσης προς τον συντελεστή διάχυσης στους 20 ° C είναι 0,835, ο οποίος δεν διαφέρει πολύ από τη μονάδα . Στην ενότητα D5-2, οι διεργασίες που συμβαίνουν σε υγρό αέρα μελετήθηκαν χρησιμοποιώντας ένα διάγραμμα ειδικής περιεκτικότητας σε υγρασία έναντι ενθαλπίας. Επομένως, θα ήταν χρήσιμο να μετασχηματιστεί η εξίσωση (16-36) με τέτοιο τρόπο ώστε στη δεξιά πλευρά της αντί για μερική

Στις εξισώσεις (VII.3) και (VII.4) και στις οριακές συνθήκες (VII.5), υιοθετούνται οι ακόλουθες ονομασίες Ti και T - αντίστοιχα, οι θερμοκρασίες των σκληρυμένων και μη σκληρυμένων στρωμάτων - η θερμοκρασία του μέσου T p - κρυοσκοπική θερμοκρασία a και U2 - αντίστοιχα, η θερμική διάχυση αυτών των στρωμάτων a \u003d kil ifi), mV A.1 - συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας για κατεψυγμένο κρέας, W / (m-K) A.2 - το ίδιο για το κρύο κρέας, W / (m-K) q και cg - ειδικές θερμικές ικανότητες κατεψυγμένου και διατηρημένου με απλή ψύξη, J / (kg-K) Pi ip2 - πυκνότητα κατεψυγμένου και κρύου κρέατος p1 \u003d pj \u003d 1020 kg / m - πάχος κατεψυγμένου στρώματος, μετρημένο από

Ποιος ξέρει τη φόρμουλα του νερού από τα σχολικά χρόνια; Φυσικά, τα πάντα. Είναι πιθανό ότι από ολόκληρο το μάθημα της χημείας, για πολλούς που στη συνέχεια δεν το μελετούν εξειδικευμένα, έχει απομείνει μόνο η γνώση του τι σημαίνει ο τύπος H 2 O. Αλλά τώρα θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε με τόση λεπτομέρεια και βάθος όσο το δυνατόν ποιες είναι οι κύριες ιδιότητές του και γιατί η ζωή χωρίς αυτό στον πλανήτη Γη δεν είναι δυνατή.

Το νερό ως ουσία

Το μόριο του νερού, όπως γνωρίζουμε, αποτελείται από ένα άτομο οξυγόνου και δύο άτομα υδρογόνου. Ο τύπος της είναι γραμμένος ως εξής: H 2 O. Αυτή η ουσία μπορεί να έχει τρεις καταστάσεις: στερεά - σε μορφή πάγου, αέρια - σε μορφή ατμού και υγρή - ως ουσία χωρίς χρώμα, γεύση και οσμή. Παρεμπιπτόντως, αυτή είναι η μόνη ουσία στον πλανήτη που μπορεί να υπάρχει και στις τρεις καταστάσεις ταυτόχρονα σε φυσικές συνθήκες. Για παράδειγμα: στους πόλους της Γης - πάγος, στους ωκεανούς - νερό, και η εξάτμιση κάτω από τις ακτίνες του ήλιου είναι ατμός. Υπό αυτή την έννοια, το νερό είναι ανώμαλο.

Το νερό είναι επίσης η πιο κοινή ουσία στον πλανήτη μας. Καλύπτει την επιφάνεια του πλανήτη Γη κατά σχεδόν εβδομήντα τοις εκατό - αυτοί είναι ωκεανοί και πολυάριθμα ποτάμια με λίμνες και παγετώνες. Το μεγαλύτερο μέρος του νερού στον πλανήτη είναι αλμυρό. Είναι ακατάλληλο για πόσιμο και για καλλιέργεια. Το γλυκό νερό αποτελεί μόνο το δυόμισι τοις εκατό της συνολικής ποσότητας νερού στον πλανήτη.

Το νερό είναι ένας πολύ ισχυρός και υψηλής ποιότητας διαλύτης. Εξαιτίας αυτού, οι χημικές αντιδράσεις στο νερό λαμβάνουν χώρα με τρομερή ταχύτητα. Αυτή η ίδια ιδιότητα επηρεάζει τον μεταβολισμό στο ανθρώπινο σώμα. Είναι γνωστό ότι το σώμα ενός ενήλικα είναι εβδομήντα τοις εκατό νερό. Σε ένα παιδί, αυτό το ποσοστό είναι ακόμη μεγαλύτερο. Μέχρι τα γεράματα, το ποσοστό αυτό μειώνεται από εβδομήντα σε εξήντα τοις εκατό. Παρεμπιπτόντως, αυτό το χαρακτηριστικό του νερού δείχνει ξεκάθαρα ότι είναι η βάση της ανθρώπινης ζωής. Όσο περισσότερο νερό στο σώμα - τόσο πιο υγιές, πιο δραστήριο και νεότερο είναι. Επομένως, επιστήμονες και γιατροί όλων των χωρών επαναλαμβάνουν ακούραστα ότι πρέπει να πίνετε πολύ. Είναι νερό στην καθαρή του μορφή και όχι υποκατάστατα με τη μορφή τσαγιού, καφέ ή άλλων ροφημάτων.

Το νερό σχηματίζει το κλίμα στον πλανήτη και αυτό δεν είναι υπερβολή. Τα θερμά ρεύματα στον ωκεανό θερμαίνουν ολόκληρες ηπείρους. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το νερό απορροφά πολλή ηλιακή θερμότητα και στη συνέχεια τη διώχνει όταν αρχίσει να κρυώνει. Έτσι ρυθμίζει τη θερμοκρασία στον πλανήτη. Πολλοί επιστήμονες λένε ότι η Γη θα είχε κρυώσει και θα είχε μετατραπεί σε πέτρα εδώ και πολύ καιρό, αν δεν υπήρχε τόσο πολύ νερό στον πράσινο πλανήτη.

Ιδιότητες νερού

Το νερό έχει πολλές πολύ ενδιαφέρουσες ιδιότητες.

Για παράδειγμα, το νερό είναι η πιο κινητή ουσία μετά τον αέρα. Από τη σχολική πορεία, πολλοί, σίγουρα, θυμούνται κάτι τέτοιο όπως ο κύκλος του νερού στη φύση. Για παράδειγμα: ένα ρεύμα εξατμίζεται υπό την επίδραση του άμεσου ηλιακού φωτός, μετατρέπεται σε υδρατμούς. Περαιτέρω, αυτός ο ατμός μεταφέρεται κάπου από τον άνεμο, μαζεύεται στα σύννεφα, ακόμη και πέφτει στα βουνά με τη μορφή χιονιού, χαλαζιού ή βροχής. Περαιτέρω, από τα βουνά, το ρυάκι πάλι κατεβαίνει, εξατμιζόμενο μερικώς. Και έτσι - σε κύκλο - ο κύκλος επαναλαμβάνεται εκατομμύρια φορές.

Το νερό έχει επίσης πολύ υψηλή θερμοχωρητικότητα. Εξαιτίας αυτού, τα υδάτινα σώματα, ειδικά οι ωκεανοί, ψύχονται πολύ αργά κατά τη μετάβαση από μια ζεστή εποχή ή ώρα της ημέρας σε μια ψυχρή. Αντίθετα, όταν η θερμοκρασία του αέρα αυξάνεται, το νερό θερμαίνεται πολύ αργά. Λόγω αυτού, όπως προαναφέρθηκε, το νερό σταθεροποιεί τη θερμοκρασία του αέρα σε όλο τον πλανήτη μας.

Μετά τον υδράργυρο, το νερό έχει την υψηλότερη επιφανειακή τάση. Είναι αδύνατο να μην παρατηρήσετε ότι μια σταγόνα που χύθηκε κατά λάθος σε μια επίπεδη επιφάνεια γίνεται μερικές φορές μια εντυπωσιακή κηλίδα. Αυτό δείχνει την ολκιμότητα του νερού. Μια άλλη ιδιότητα εκδηλώνεται όταν η θερμοκρασία πέσει στους τέσσερις βαθμούς. Μόλις το νερό κρυώσει σε αυτό το σημείο, γίνεται πιο ελαφρύ. Επομένως, ο πάγος επιπλέει πάντα στην επιφάνεια του νερού και παγώνει σε μια κρούστα, καλύπτοντας ποτάμια και λίμνες. Χάρη σε αυτό, σε λίμνες που παγώνουν το χειμώνα, τα ψάρια δεν παγώνουν.

Το νερό ως αγωγός του ηλεκτρισμού

Αρχικά, θα πρέπει να μάθετε τι είναι η ηλεκτρική αγωγιμότητα (συμπεριλαμβανομένου του νερού). Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι η ικανότητα μιας ουσίας να μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα μέσω της ίδιας της. Κατά συνέπεια, η ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού είναι η ικανότητα του νερού να μεταφέρει ρεύμα. Αυτή η ικανότητα εξαρτάται άμεσα από την ποσότητα των αλάτων και άλλων ακαθαρσιών στο υγρό. Για παράδειγμα, η ηλεκτρική αγωγιμότητα του απεσταγμένου νερού είναι σχεδόν ελαχιστοποιημένη λόγω του γεγονότος ότι τέτοιο νερό καθαρίζεται από διάφορα πρόσθετα που είναι τόσο απαραίτητα για καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Εξαιρετικός αγωγός ρεύματος είναι το θαλασσινό νερό, όπου η συγκέντρωση των αλάτων είναι πολύ υψηλή. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία του νερού. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού. Αυτή η κανονικότητα αποκαλύφθηκε χάρη σε πολλαπλά πειράματα φυσικών.

Μέτρηση αγωγιμότητας νερού

Υπάρχει ένας τέτοιος όρος - αγωγιμότητα. Αυτό είναι το όνομα μιας από τις μεθόδους ηλεκτροχημικής ανάλυσης που βασίζεται στην ηλεκτρική αγωγιμότητα των διαλυμάτων. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης σε διαλύματα αλάτων ή οξέων, καθώς και για τον έλεγχο της σύνθεσης ορισμένων βιομηχανικών διαλυμάτων. Το νερό έχει αμφοτερικές ιδιότητες. Δηλαδή, ανάλογα με τις συνθήκες, είναι σε θέση να επιδεικνύει τόσο όξινες όσο και βασικές ιδιότητες - να λειτουργεί και ως οξύ και ως βάση.

Το όργανο που χρησιμοποιείται για αυτήν την ανάλυση έχει πολύ παρόμοιο όνομα - αγωγόμετρο. Με αγωγόμετρο μετριέται η ηλεκτρική αγωγιμότητα των ηλεκτρολυτών σε ένα διάλυμα, η ανάλυση του οποίου πραγματοποιείται. Ίσως αξίζει να εξηγήσουμε έναν άλλο όρο - ηλεκτρολύτη. Πρόκειται για μια ουσία που όταν διαλυθεί ή λιώσει, αποσυντίθεται σε ιόντα, λόγω των οποίων στη συνέχεια διεξάγεται ηλεκτρικό ρεύμα. Ένα ιόν είναι ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο. Στην πραγματικότητα, το αγωγόμετρο, λαμβάνοντας ως βάση ορισμένες μονάδες ηλεκτρικής αγωγιμότητας του νερού, καθορίζει την ηλεκτρική του αγωγιμότητα. Δηλαδή, καθορίζει την ηλεκτρική αγωγιμότητα ενός συγκεκριμένου όγκου νερού, που λαμβάνεται ως αρχική μονάδα.

Ακόμη και πριν από τις αρχές της δεκαετίας του εβδομήντα του περασμένου αιώνα, η μονάδα μέτρησης "mo" χρησιμοποιήθηκε για να υποδείξει την αγωγιμότητα του ηλεκτρισμού, ήταν παράγωγο μιας άλλης ποσότητας - Ohm, η οποία είναι η κύρια μονάδα αντίστασης. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι μια ποσότητα που είναι αντιστρόφως ανάλογη της αντίστασης. Τώρα μετριέται σε Siemens. Αυτή η τιμή πήρε το όνομά της προς τιμήν του φυσικού από τη Γερμανία - Werner von Siemens.

Siemens

Η Siemens (μπορεί να συμβολιστεί και με Cm και S) είναι το αντίστροφο του Ohm, το οποίο είναι μια μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Ένα cm είναι ίσο με οποιονδήποτε αγωγό του οποίου η αντίσταση είναι 1 ohm. Η Siemens εκφράζεται με τον τύπο:

• 1 Sm \u003d 1: Ohm \u003d A: B \u003d kg −1 m −2 s³A², όπου
  Α - αμπέρ,
  V - βολτ.

Θερμική αγωγιμότητα του νερού

Τώρα ας μιλήσουμε για - αυτή είναι η ικανότητα μιας ουσίας να μεταφέρει θερμική ενέργεια. Η ουσία του φαινομένου έγκειται στο γεγονός ότι η κινητική ενέργεια των ατόμων και των μορίων, που καθορίζουν τη θερμοκρασία ενός δεδομένου σώματος ή ουσίας, μεταφέρεται σε άλλο σώμα ή ουσία κατά την αλληλεπίδρασή τους. Με άλλα λόγια, η θερμική αγωγιμότητα είναι η ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ σωμάτων, ουσιών, καθώς και μεταξύ ενός σώματος και μιας ουσίας.

Η θερμική αγωγιμότητα του νερού είναι επίσης πολύ υψηλή. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν καθημερινά αυτή την ιδιότητα του νερού χωρίς να το προσέχουν. Για παράδειγμα, ρίχνοντας κρύο νερό σε ένα δοχείο και ψύχοντας ποτά ή τρόφιμα σε αυτό. Το κρύο νερό παίρνει θερμότητα από το μπουκάλι, το δοχείο, δίνοντας κρύο σε αντάλλαγμα και η αντίστροφη αντίδραση είναι επίσης δυνατή.

Τώρα το ίδιο φαινόμενο μπορεί εύκολα να φανταστεί κανείς σε πλανητική κλίμακα. Ο ωκεανός θερμαίνεται κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και στη συνέχεια - με την έναρξη του κρύου καιρού, ψύχεται σιγά σιγά και δίνει τη θερμότητά του στον αέρα, θερμαίνοντας έτσι τις ηπείρους. Έχοντας κρυώσει κατά τη διάρκεια του χειμώνα, ο ωκεανός αρχίζει να ζεσταίνεται πολύ αργά σε σύγκριση με τη γη και αφήνει τη δροσιά του στις ηπείρους που μαραζώνουν από τον καλοκαιρινό ήλιο.

Πυκνότητα νερού

Ειπώθηκε παραπάνω ότι τα ψάρια ζουν σε μια δεξαμενή το χειμώνα λόγω του γεγονότος ότι το νερό παγώνει με μια κρούστα σε ολόκληρη την επιφάνειά τους. Γνωρίζουμε ότι το νερό αρχίζει να μετατρέπεται σε πάγο σε θερμοκρασία μηδέν βαθμών. Λόγω του ότι η πυκνότητα του νερού είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα επιπλέει και παγώνει στην επιφάνεια.

ιδιότητες του νερού

Επίσης, το νερό υπό διαφορετικές συνθήκες μπορεί να είναι και οξειδωτικό και αναγωγικό. Δηλαδή, το νερό, εγκαταλείποντας τα ηλεκτρόνια του, φορτίζεται θετικά και οξειδώνεται. Ή αποκτά ηλεκτρόνια και φορτίζεται αρνητικά, που σημαίνει ότι αποκαθίσταται. Στην πρώτη περίπτωση το νερό οξειδώνεται και ονομάζεται νεκρό. Έχει πολύ ισχυρές βακτηριοκτόνες ιδιότητες, αλλά δεν χρειάζεται να το πιείτε. Στη δεύτερη περίπτωση, το νερό είναι ζωντανό. Τονώνει, τονώνει το σώμα να ανακάμψει, φέρνει ενέργεια στα κύτταρα. Η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο ιδιοτήτων του νερού εκφράζεται με τον όρο «δυναμικό οξειδοαναγωγής».

Με τι μπορεί να αντιδράσει το νερό;

Το νερό είναι σε θέση να αντιδράσει με όλες σχεδόν τις ουσίες που υπάρχουν στη Γη. Το μόνο πράγμα είναι ότι για την εμφάνιση αυτών των αντιδράσεων, είναι απαραίτητο να παρέχεται κατάλληλη θερμοκρασία και μικροκλίμα.

Για παράδειγμα, σε θερμοκρασία δωματίου, το νερό αντιδρά καλά με μέταλλα όπως το νάτριο, το κάλιο, το βάριο - ονομάζονται ενεργά. Τα αλογόνα είναι το φθόριο και το χλώριο. Όταν θερμαίνεται, το νερό αντιδρά καλά με σίδηρο, μαγνήσιο, άνθρακα, μεθάνιο.

Με τη βοήθεια διαφόρων καταλυτών, το νερό αντιδρά με αμίδια, εστέρες καρβοξυλικών οξέων. Ο καταλύτης είναι μια ουσία που φαίνεται να ωθεί τα συστατικά σε μια αμοιβαία αντίδραση, επιταχύνοντάς την.

Υπάρχει νερό πουθενά αλλού εκτός από τη Γη;

Μέχρι στιγμής, νερό δεν έχει βρεθεί σε κανέναν πλανήτη του ηλιακού συστήματος, εκτός από τη Γη. Ναι, υποθέτουν την παρουσία του σε δορυφόρους γιγάντιων πλανητών όπως ο Δίας, ο Κρόνος, ο Ποσειδώνας και ο Ουρανός, αλλά μέχρι στιγμής οι επιστήμονες δεν έχουν ακριβή δεδομένα. Υπάρχει μια άλλη υπόθεση, που δεν έχει ακόμη επαληθευτεί πλήρως, σχετικά με τα υπόγεια ύδατα στον πλανήτη Άρη και στον δορυφόρο της Γης - τη Σελήνη. Όσον αφορά τον Άρη, έχουν διατυπωθεί διάφορες θεωρίες ότι κάποτε υπήρχε ένας ωκεανός σε αυτόν τον πλανήτη και το πιθανό μοντέλο του σχεδιάστηκε ακόμη και από επιστήμονες.

Έξω από το ηλιακό σύστημα, υπάρχουν πολλοί μεγάλοι και μικροί πλανήτες, όπου, σύμφωνα με τους επιστήμονες, μπορεί να υπάρχει νερό. Αλλά μέχρι στιγμής δεν υπάρχει ο παραμικρός τρόπος να είμαστε σίγουροι για αυτό.

Πώς να χρησιμοποιήσετε τη θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού για πρακτικούς σκοπούς

Λόγω του γεγονότος ότι το νερό έχει υψηλή θερμοχωρητικότητα, χρησιμοποιείται σε δίκτυα θέρμανσης ως φορέας θερμότητας. Παρέχει μεταφορά θερμότητας από τον παραγωγό στον καταναλωτή. Πολλοί πυρηνικοί σταθμοί χρησιμοποιούν επίσης νερό ως εξαιρετικό ψυκτικό.

Στην ιατρική, ο πάγος χρησιμοποιείται για ψύξη και ο ατμός για απολύμανση. Ο πάγος χρησιμοποιείται επίσης στο σύστημα τροφοδοσίας.

Σε πολλούς πυρηνικούς αντιδραστήρες, το νερό χρησιμοποιείται ως μετριαστής για την επιτυχία μιας πυρηνικής αλυσιδωτής αντίδρασης.

Το νερό υπό πίεση χρησιμοποιείται για τη διάσπαση, τη διάσπαση και ακόμη και την κοπή πετρωμάτων. Αυτό χρησιμοποιείται ενεργά στην κατασκευή σηράγγων, υπόγειων εγκαταστάσεων, αποθηκών, μετρό.

συμπέρασμα

Από το άρθρο προκύπτει ότι το νερό, ως προς τις ιδιότητες και τις λειτουργίες του, είναι η πιο αναντικατάστατη και εκπληκτική ουσία στη Γη. Η ζωή ενός ανθρώπου ή οποιουδήποτε άλλου ζωντανού όντος στη Γη εξαρτάται από το νερό; Σίγουρα ναι. Συμβάλλει αυτή η ουσία στην ανθρώπινη επιστημονική δραστηριότητα; Ναί. Έχει το νερό ηλεκτρική αγωγιμότητα, θερμική αγωγιμότητα και άλλες χρήσιμες ιδιότητες; Η απάντηση είναι επίσης ναι. Ένα άλλο πράγμα είναι ότι υπάρχει όλο και λιγότερο νερό στη Γη, και ακόμη περισσότερο καθαρό νερό. Και το καθήκον μας είναι να το διατηρήσουμε και να το προστατεύσουμε (και, επομένως, όλους εμάς) από την εξαφάνιση.