इस संक्षिप्त सामग्री में, हम संक्षेप में हमारे ग्रह के लिए पानी के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक पर विचार करेंगे, इसका ताप की गुंजाइश.

पानी की विशिष्ट ताप क्षमता

आइए इस शब्द की एक संक्षिप्त व्याख्या करें:

ताप की गुंजाइशपदार्थ 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 मिट्टी - 14.5-15.5 डिग्री सेल्सियस (मिट्टी के प्रकार के आधार पर) 0.5 से 0.6 कैल (2 .1-2.5 जे) तक होती है। ) प्रति इकाई आयतन और 0.2 से 0.5 कैलोरी (या 0.8-2.1 J) प्रति इकाई द्रव्यमान (ग्राम) से।

पानी की ऊष्मा क्षमता का हमारे जीवन के कई पहलुओं पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, लेकिन इस सामग्री में हम अपने ग्रह के तापमान शासन को आकार देने में इसकी भूमिका पर ध्यान देंगे, अर्थात् ...

पानी और पृथ्वी की जलवायु की ताप क्षमता

ताप की गुंजाइशपानी अपने निरपेक्ष मूल्य में काफी 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 अंतर के कारण, विश्व महासागर के पानी की तुलना में मिट्टी बहुत तेजी से गर्म होती है और तदनुसार, तेजी से ठंडी हो जाती है। एक अधिक निष्क्रिय विश्व महासागर के लिए धन्यवाद, पृथ्वी के दैनिक और मौसमी तापमान में उतार-चढ़ाव उतना महान नहीं है जितना कि महासागरों और समुद्रों की अनुपस्थिति में होगा। 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 वैश्विक औसत 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, एक प्रसिद्ध तथ्य यह है कि एक पत्थर अपनी ताकत खो देता है और तेज तापमान में उतार-चढ़ाव के दौरान भंगुर हो जाता है। जाहिर है, हम खुद "कुछ हद तक" अलग होंगे। कम से कम हमारे शरीर के भौतिक पैरामीटर बिल्कुल अलग होंगे।

पानी की विषम ताप क्षमता गुण

पानी की ऊष्मा क्षमता में विषम गुण होते हैं। यह पता चला है कि पानी के तापमान में वृद्धि के साथ, इसकी गर्मी क्षमता कम हो जाती है, यह गतिशीलता 37 डिग्री सेल्सियस तक बनी रहती है, तापमान में और वृद्धि के साथ, गर्मी 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, निश्चित रूप से, अन्य सभी कारकों का पालन किया जाता है। परिवेश के तापमान में परिवर्तन की किसी भी गतिशीलता के साथ, पानी का तापमान 37 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है।

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 होने के कारण, ऐसा लगता है कि पानी में बहुत कम विशेषताएं होनी चाहिए जैसे कि ठंड लगना, वाष्पीकरण की गर्मी आदि। लेकिन ऐसा नहीं होता है। अकेले पानी की गर्मी क्षमता, सब कुछ के बावजूद, बहुत अधिक है।

पानी बड़ी मात्रा में गर्मी को अवशोषित करने में सक्षम है, जबकि स्वयं व्यावहारिक रूप से गर्म नहीं होता है - यह इसकी भौतिक विशेषता है। 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। बड़ी मात्रा में ऊर्जा जमा करने की इसकी क्षमता पृथ्वी की सतह पर तापमान में उतार-चढ़ाव को सुचारू करना और पूरे ग्रह के भीतर थर्मल शासन को विनियमित करना संभव बनाती है, और यह वर्ष के समय की परवाह किए बिना होता है।

पानी की यह अनूठी संपत्ति इसे उद्योग और घर में शीतलक के रूप में उपयोग करना संभव बनाती है। इसके अलावा, पानी व्यापक रूप से उपलब्ध 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। इस मामले में, हम एक निश्चित मात्रा में गर्मी के संक्रमण के बारे में बात कर रहे हैं, और दोनों निकायों का तापमान, उनके राज्य की विशेषता होने के कारण, इस विनिमय की दिशा को दर्शाता है। समान प्रारंभिक तापमान पर समान द्रव्यमान के पानी के साथ धातु के शरीर की प्रक्रिया में, धातु अपने तापमान को पानी से कई गुना अधिक बदल देती है।

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

इस प्रकार, पानी की ऊष्मा क्षमता (साथ ही कोई भी पदार्थ) एक संकेतक है जो किसी दिए गए पदार्थ की प्रति इकाई तापमान पर शीतलन (हीटिंग) के दौरान कुछ देने (या प्राप्त) करने की क्षमता को दर्शाता है।

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

किसी पिंड द्वारा जारी या अवशोषित ऊष्मा की मात्रा विशिष्ट ऊष्मा क्षमता, द्रव्यमान और तापमान अंतर 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 गर्मी क्षमता 0.24 कैल/जी∙ डिग्री सेल्सियस है, एल्यूमीनियम 0.22 है, लोहा 0.11 है और 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 ठोस और पिघली हुई अवस्था में नहीं बदलती है। यहाँ क्या रहस्य है?

तथ्य यह है कि बर्फ में एक क्रिस्टलीय संरचना होती है, जो गर्म होने पर तुरंत नहीं गिरती है। पानी में बर्फ के छोटे-छोटे कण होते हैं, जिनमें कई अणु होते हैं और सहयोगी कहलाते हैं। जब पानी गर्म किया जाता है, तो इन संरचनाओं में हाइड्रोजन बांडों के विनाश पर एक हिस्सा खर्च होता 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 क्षमता लगभग 0 डिग्री सेल्सियस पर बर्फ से भिन्न नहीं होती है। यह एक बार फिर इस स्पष्टीकरण की शुद्धता की पुष्टि करता है। भाप की ताप क्षमता, बर्फ की ताप क्षमता की तरह, अब पानी की तुलना में बहुत बेहतर समझी जाती है, जिस पर वैज्ञानिक अभी तक आम सहमति नहीं बन पाए हैं।

तापीय धारितापदार्थ की एक संपत्ति है जो ऊर्जा की मात्रा को इंगित करती है जिसे गर्मी 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 में ऊर्जा आधारित हो सकती है, लेकिन यह सब गर्मी में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। आंतरिक ऊर्जा का भाग हमेशा बात में रहता हैऔर इसकी आणविक संरचना को बनाए रखता है। जब इसका तापमान परिवेश के तापमान के करीब पहुंच जाता है तो पदार्थ का हिस्सा दुर्गम हो जाता है। फलस्वरूप, तापीय धारिताकिसी दिए गए तापमान और दबाव पर ऊष्मा में रूपांतरण 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 मात्रा

मात्रा पदार्थ की एन्थैल्पीइसके दिए गए तापमान के आधार पर। दिया गया 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, पदार्थ में ऐसी कोई ऊर्जा उपलब्ध नहीं होती जिसे ऊष्मा में परिवर्तित किया जा सके। यह तापमान विभिन्न पदार्थों के लिए अलग-अलग होता है। उदाहरण के लिए, पानी का यह तापमान ट्रिपल पॉइंट (0°C) है, नाइट्रोजन -150°C है, और मीथेन और ईथेन पर आधारित रेफ्रिजरेंट -40°C हैं।

यदि किसी पदार्थ का तापमान उसके दिए गए तापमान से अधिक है, या किसी दिए गए तापमान पर अवस्था को गैसीय में बदल देता है, तो थैलेपी को एक सकारात्मक संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है। इसके विपरीत, किसी पदार्थ की दी गई एन्थैल्पी से कम तापमान पर एक ऋणात्मक संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है। दो राज्यों के बीच ऊर्जा स्तरों के अंतर को निर्धारित करने के लिए गणना में एन्थैल्पी का उपयोग किया जाता है। उपकरण स्थापित करने और प्रक्रिया के लाभकारी प्रभाव को निर्धारित करने के लिए यह आवश्यक है।

तापीय धारिताअक्सर के रूप में परिभाषित पदार्थ की कुल ऊर्जा, क्योंकि यह किसी दी गई अवस्था में इसकी आंतरिक ऊर्जा (u) ​​के योग के साथ-साथ इसकी कार्य करने की क्षमता (pv) के बराबर है। 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, अधिक सटीक रूप से इसे किसी पदार्थ की उपलब्ध ऊर्जा की कुल मात्रा के रूप में परिभाषित करें जिसे ऊष्मा में परिवर्तित किया जा सकता है।
एच = यू + पीवी

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 गुण तालिका में दिए गए हैं।

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 बढ़ते तापमान के साथ इसकी वृद्धि। जलवाष्प का घनत्व भी बढ़ जाता है। उच्च विशिष्ट ताप क्षमता के साथ जल वाष्प गर्म, भारी और चिपचिपा हो जाता है, जिसका कुछ प्रकार के ताप विनिमायकों में ताप वाहक के रूप में भाप की पसंद पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है।

उदाहरण के लिए, तालिका के अनुसार, जल वाष्प की विशिष्ट ऊष्मा सीपी 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:

• एक निर्दिष्ट तापमान पर वाष्प दबाव पी 10 -5, पा;
• वाष्प - घनत्व ρ″ , किग्रा / मी 3;
• विशिष्ट (द्रव्यमान) थैलेपी एच", केजे / किग्रा;
• आर, केजे / किग्रा;
• भाप की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता सीपी, केजे/(किलो डिग्री);
• तापीय चालकता का गुणांक 10 2, डब्ल्यू / (एम डिग्री);
• ऊष्मीय विसरणशीलता एक 10 6, एम2/एस;
• डायनेमिक गाढ़ापन μ 10 6, पा एस;
• कीनेमेटीक्स चिपचिपापन वी 10 6, एम2/एस;
• प्रांट्ल नंबर पीआर.

वाष्पन की विशिष्ट ऊष्मा, एन्थैल्पी, तापीय विसरण और जल वाष्प की गतिज श्यानता बढ़ते तापमान के साथ घटती जाती है। इस मामले में गतिशील चिपचिपाहट और भाप की प्रांटल संख्या बढ़ जाती है।

ध्यान से! तालिका में तापीय चालकता 10 2 की शक्ति को दी गई है। 100 से भाग देना न भूलें! उदाहरण के लिए, 100°C के तापमान पर भाप की तापीय चालकता 0.02372 W/(m deg) 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 और 0.1 से 500 एटीएम के दबाव को दर्शाती है। तापीय चालकता की इकाई W/(m deg) है।

तालिका में मानों के नीचे की रेखा का अर्थ है पानी के भाप में चरण संक्रमण, 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 को दी 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) में वियोजित जल वाष्प के तापीय चालकता 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।

ध्यान से! तालिका में तापीय चालकता 10 3 की शक्ति को दी गई है। 1000 से भाग देना न भूलें!

आज हम बात करेंगे कि ऊष्मा क्षमता क्या है (पानी सहित), यह किस प्रकार की होती है और इस भौतिक शब्द का प्रयोग कहाँ किया जाता है। हम यह भी दिखाएंगे कि यह 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।

गर्मी क्षमता की अवधारणा

इस भौतिक मात्रा का प्रयोग आसपास की दुनिया और विज्ञान में इतनी बार किया जाता है कि सबसे पहले इसके बारे में बात करना जरूरी है। पहली परिभाषा के लिए पाठक को कुछ तैयारियों की आवश्यकता होगी, कम से कम अंतर में। तो, भौतिक विज्ञान में किसी पिंड की ऊष्मा क्षमता को तापमान की अनंतिम मात्रा में ऊष्मा की एक अतिसूक्ष्म मात्रा की वृद्धि के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

गर्मी की मात्रा

एक तरह से या किसी अन्य, लगभग हर कोई समझता है कि तापमान क्या है। याद रखें कि "गर्मी की मात्रा" केवल एक वाक्यांश नहीं है, बल्कि एक शब्द है जो उस ऊर्जा को दर्शाता है जिसे शरीर पर्यावरण के बदले खो देता है या प्राप्त करता है। 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 जला रहे हैं और खाने का प्रत्येक टुकड़ा (या एक प्लेट पर छोड़ा गया) किसके बराबर 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 एक कठोर परिभाषा का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। हमने ऊपर कहा कि यह बहुत बार रोजमर्रा की जिंदगी में प्रयोग किया जाता है। जिन्हें स्कूल में फिजिक्स पसंद नहीं था, वे शायद अब 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 लिए धन्यवाद दिखाई देता है।

मौसम की स्थिति, जो यह निर्धारित करती है कि क्या तैराकी का मौसम पहले से ही खोलना संभव है या क्या यह अभी के लिए किनारे पर रहने लायक है, इस मूल्य को भी ध्यान में रखें। हीटिंग या कूलिंग (तेल कूलर, रेफ्रिजरेटर), भोजन तैयार करने के लिए सभी ऊर्जा लागत (उदाहरण के लिए, एक कैफे में) या स्ट्रीट सॉफ्ट आइसक्रीम से जुड़ा कोई भी उपकरण इन गणनाओं से प्रभावित होता है। जैसा कि आप समझ सकते हैं, हम पानी की ताप क्षमता जैसी मात्रा 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 और घरेलू उपकरणों में उपयुक्त मापदंडों का निवेश किया। हालांकि, गर्मी क्षमता की गणना अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जाती है: हाइड्रोलिक टर्बाइन और सीमेंट के उत्पादन में, विमान या रेलवे ट्रेनों के लिए मिश्र धातुओं के परीक्षण में, निर्माण, गलाने और शीतलन में। यहां तक ​​कि अंतरिक्ष अन्वेषण भी इस मूल्य वाले सूत्रों पर आधारित है।

ताप क्षमता के प्रकार

तो, सभी व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, सापेक्ष या विशिष्ट ताप क्षमता का उपयोग किया जाता है। इसे ऊष्मा की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है (कोई भी अतिसूक्ष्म नहीं, ध्यान रहे) पदार्थ की एक इकाई मात्रा को एक डिग्री बढ़ाने के लिए आवश्यक 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 को कैसे व्यक्त किया जाता है, इसके आधार पर द्रव्यमान, आयतन और दाढ़ विशिष्ट ऊष्मा क्षमताएँ होती हैं। याद रखें कि एक मोल एक पदार्थ की ऐसी मात्रा है जिसमें लगभग छह गुना दस से तेईस डिग्री के अणु होते हैं। कार्य 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 दर्शाया जाता है और इसे J / kg * K, आयतन - C` (J / m 3 * K), दाढ़ - 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। याद रखें कि इस पदार्थ में जो वास्तव में मौजूद नहीं है, परमाणु (या अणु) 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 किसी पदार्थ के लिए, सभी भौतिक विशेषताएं सभी स्थितियों में समान हैं। लेकिन ऐसा नहीं है। एकत्रीकरण की दूसरी अवस्था में संक्रमण (बर्फ के पिघलने और जमने के दौरान, पिघले हुए एल्यूमीनियम के वाष्पीकरण या जमने के दौरान) में, यह मान अचानक बदल जाता है। इस प्रकार, जल और जल वाष्प की ऊष्मा क्षमता भिन्न होती है। जैसा कि हम नीचे देखेंगे, महत्वपूर्ण रूप से। 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 देखा है, वास्तविक दुनिया में अक्सर पानी की गर्मी क्षमता दिखाई देती है। यह जीवन का स्रोत है, इसके बिना हमारा अस्तित्व असंभव है। उसे एक व्यक्ति की जरूरत है। इसलिए प्राचीन काल से लेकर आज तक घरों और उद्योगों या खेतों में पानी पहुंचाने का कार्य हमेशा एक चुनौती रहा है। उन देशों के लिए अच्छा है जिनका साल भर तापमान सकारात्मक रहता है। 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। जैसा कि आप जानते हैं, बर्फ का विशिष्ट आयतन पानी से बड़ा होता है। इसका मतलब है कि, पाइपों में जमने से, यह विस्तार के कारण उन्हें नष्ट कर देता है। ऐसे में सेंट्रल हीटिंग इंजीनियरों और घरों तक गर्म और ठंडे पानी की डिलीवरी के लिए 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, उबलना 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। इस तथ्य के कारण कि इसका उच्च तापमान है, यह अविश्वसनीय दबाव बनाता है, इसलिए बॉयलर और उनके लिए जाने वाले पाइप बहुत मजबूत होने चाहिए। इस मामले में, एक छोटा सा छेद, एक बहुत छोटा रिसाव भी विस्फोट का कारण बन सकता है। पानी की गर्मी क्षमता तापमान पर निर्भर करती है, और गैर-रैखिक रूप से। यानी इसे बीस से तीस डिग्री तक गर्म करने के लिए, एक सौ पचास से एक सौ साठ तक की ऊर्जा की एक अलग मात्रा की आवश्यकता होगी।

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

ऊपर, हमने कई उदाहरण दिए हैं कि पानी को गर्म करना क्यों आवश्यक है और गर्मी क्षमता के मूल्य को ध्यान में रखना कैसे आवश्यक है। हालाँकि, हमने अभी तक यह नहीं बताया है कि ग्रह के सभी उपलब्ध संसाधनों में से, इस तरल में हीटिंग के लिए ऊर्जा की खपत की दर काफी अधिक है। इस संपत्ति का उपयोग अक्सर शीतलन के लिए किया जाता है।

चूंकि पानी की गर्मी क्षमता अधिक होती है, इसलिए यह कुशलतापूर्वक और जल्दी से अतिरिक्त ऊर्जा निकाल देगा। 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 कठोर उबले अंडे या एक गर्म पैन को ठंडा करने का सबसे प्रभावी तरीका ठंडे नल के पानी के नीचे कुल्ला करना है।

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, में अविश्वसनीय रूप से उच्च तापमान होता है। खुद को गर्म करके, पानी सिस्टम को ठंडा कर देता है, जिससे प्रतिक्रिया नियंत्रण से बाहर हो जाती है। इस प्रकार, हमें आवश्यक बिजली प्राप्त होती है (गर्म भाप टर्बाइनों को घुमाती है), और कोई तबाही नहीं होती है।