Ўспамінаем фізіку – што такое цеплаёмістасць вады?

ода з'яўляецца адным з самых дзіўных рэчываў. Нягледзячы на шырокае распаўсюджванне і паўсюднае выкарыстанне, яна – сапраўдная загадка прыроды. З'яўляючыся адным з злучэнняў кіслароду, вада, здавалася б, павінна мець зусім нізкімі такія характарыстыкі, як тэмпературы кіпення і замярзання, цеплыня параўтварэння і да т. п. Але гэтага не адбываецца. Адна толькі цеплаёмістасць вады, насуперак усяму, надзвычай высокая.

Вада здольная паглынаць вялікую колькасць цяпла, сама пры гэтым практычна не награваючыся – у гэтым яе фізічная асаблівасць. Удзельная цеплаёмістасць вады вышэй цеплаёмістасці пяску прыкладна ў пяць разоў, і ў дзесяць разоў – жалеза. Таму вада з'яўляецца прыродным ахаладжальнікам. Яе ўласцівасць назапашваць вялікая колькасць энергіі дазваляе згладжваць ваганні тэмпературы на паверхні Зямлі і рэгуляваць цеплавой рэжым у рамках ўсёй планеты, прычым адбываецца гэта незалежна ад часу года.

Гэта унікальнае ўласцівасць вады дазваляе выкарыстоўваць яе ў якасці астуджальнага рэчыва ў прамысловасці і ў побыце. Да таго ж вада з'яўляецца агульнадаступным і параўнальна танным сыравінай.

Што ж разумеецца пад цеплаёмістасцю? Як вядома з курсу тэрмадынамікі, перадача цяпла адбываецца заўсёды ад гарачага да халоднага цела. Пры гэтым гаворка ідзе аб пераходзе пэўнага колькасці цяпла, а тэмпература абодвух тэл, з'яўляючыся характарыстыкай іх стану, паказвае кірунак гэтага абмену. У працэсе цеплаабмену, напрыклад, металічнага цела з вадой роўнай масы пры аднолькавых зыходных тэмпературах метал мяняе сваю тэмпературу ў некалькі разоў больш вады.

Больш:

Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы

Нервовая сістэма чалавека выступае своеасаблівым каардынатарам у нашым арганізме. Яна перадае каманды ад мозгу мускулатуры, органаў, тканін і апрацоўвае сігналы, якія ідуць ад іх. У якасці своеасаблівага носьбіта дадзеных выкарыстоўваецца нервовы імп...

Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?

Пры выбары сваёй будучай прафесіі не варта абапірацца на чые-то рэкамендацыі і парады, тым больш не трэба падпарадкоўвацца сваім бацькам, якія даволі часта вырашаюць без вас самастойна, куды паступіць пасля 11 класа. Варта задумацца, наколькі паспяхо...

Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету

Крывяносная сістэма жывёл прайшла доўгі шлях фарміравання ў ходзе эвалюцыйнага развіцця свету. Яна ўтварылася на месцы рудыментарных частак першаснай паражніны цела, якая ў вышэйшых жывёл была выцесненая целломом, або другаснай паражніной цела. У пра...

Калі прыняць за пастулат асноўнае зацвярджэнне тэрмадынамікі – з двух тэл (ізаляваных ад іншых), пры теплообмене адно аддае, а іншая атрымлівае роўнае колькасць цяпла, то становіцца ясна, што ў металу і вады зусім розная цеплаёмістасць.

Такім чынам, цеплаёмістасць вады (як і любога рэчыва) – гэта паказчык, які характарызуе здольнасць дадзенага рэчыва аддаваць (або атрымліваць) якое-то колькасць цеплыні пры астыванні (нагрэве) на адзінку тэмпературы.

Удзельнай цеплаёмістасцю рэчывы лічыцца колькасць цяпла, неабходнае для таго, каб нагрэць адзінку гэтага рэчыва (1 кілаграм) на 1 градус.

Колькасць цяпла, якое выдаткоўваецца або паглынаецца целам, роўна твору велічынь удзельнай цеплаёмістасці, масы і рознасці тэмператур. Вымяраецца яно ў калорыях. Адна калорыя – менавіта тое колькасць цяпла, якога дастаткова, каб нагрэць 1 г вады на 1 градус. Для параўнання: удзельная цеплаёмістасць паветра – 0.24 кал/г ∙°З, алюмінія – 0.22, жалеза – 0.11, ртуці – 0.03.

Цеплаёмістасць вады не з'яўляецца канстантай. З ростам тэмпературы ад 0 да 40 градусаў яна нязначна зніжаецца (ад 1,0074 да 0,9980), тады як ва ўсіх астатніх рэчываў у працэсе награвання гэтая характарыстыка расце. Акрамя таго, яна можа паніжацца з ростам ціску (глыбіні).

Як вядома, вада мае тры агрэгатных стану – вадкае, цвёрдае (лёд) і газападобнае (пар). Пры гэтым удзельная цеплаёмістасць лёду прыкладна ў 2 разы ніжэй, чым у вады. У гэтым – асноўнае адрозненне вады ад іншых рэчываў, велічыні ўдзельнай цеплаёмістасці якіх у цвёрдым і расплаўленым стане не мяняюцца. У чым жа тут сакрэт?

Справа у тым, што лёд мае крышталічную структуру, якая руйнуецца пры награванні не адразу. Вада змяшчае невялікія часціцы леду, якія складаюцца з некалькіх малекул і названыя ассоциатами. Пры награванні вады частка цеплавой энергіі выдаткоўваецца на разбурэнне вадародных сувязяў у гэтых утварэннях. Гэтым і тлумачыцца незвычайна высокая цеплаёмістасць вады. Цалкам сувязі паміж яе малекуламі руйнуюцца толькі пры пераходзе вады ў пар.

Удзельная цеплаёмістасць вадзянога пара пры тэмпературы 100° З амаль не адрозніваецца ад такой у лёду пры 0° С. Гэта яшчэ раз пацвярджае правільнасць дадзенага тлумачэнні. Цеплаёмістасць пара, як і цеплаёмістасць лёду, у цяперашні час вывучаны значна лепш, чым вады, у дачыненні да якой навукоўцы да гэтага часу не прыйшлі да адзінага думку.