ამ მოკლე მასალაში მოკლედ განვიხილავთ ჩვენი პლანეტისთვის წყლის ერთ-ერთ ყველაზე მნიშვნელოვან თვისებას, მის სითბოს ტევადობა.

წყლის სპეციფიკური თბოტევადობა

მოდით გავაკეთოთ ამ ტერმინის მოკლე ინტერპრეტაცია:

სითბოს ტევადობანივთიერება თავისთავად სითბოს დაგროვების უნარია. ეს მნიშვნელობა იზომება მის მიერ შთანთქმული სითბოს რაოდენობით, როდესაც თბება 1 ° C-ით. მაგალითად, წყლის თბოტევადობა არის 1 კალ/გ, ანუ 4,2 ჯ/გ, ხოლო ნიადაგი - 14,5-15,5 °C ტემპერატურაზე (მიწის ტიპზე დამოკიდებულებით) მერყეობს 0,5-დან 0,6 კალამდე (2 ,1-2,5 ჯ). ) მოცულობის ერთეულზე და 0,2-დან 0,5 კალამდე (ან 0,8-2,1 ჯ) ერთეულ მასაზე (გრამი).

წყლის სითბოს სიმძლავრე მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ჩვენი ცხოვრების ბევრ ასპექტზე, მაგრამ ამ მასალაში ჩვენ ყურადღებას გავამახვილებთ მის როლზე ჩვენი პლანეტის ტემპერატურული რეჟიმის ფორმირებაში, კერძოდ ...

წყლის სითბოს სიმძლავრე და დედამიწის კლიმატი

სითბოს ტევადობაწყალი თავისი აბსოლუტური მნიშვნელობით საკმაოდ დიდია. ზემოაღნიშნული განმარტებიდან ჩვენ ვხედავთ, რომ ის მნიშვნელოვნად აღემატება ჩვენი პლანეტის ნიადაგის სითბოს სიმძლავრეს. სითბოს სიმძლავრის ამ განსხვავების გამო, ნიადაგი, მსოფლიო ოკეანის წყლებთან შედარებით, ბევრად უფრო სწრაფად თბება და, შესაბამისად, უფრო სწრაფად გაცივდება. უფრო ინერტული მსოფლიო ოკეანის წყალობით, დედამიწის ყოველდღიური და სეზონური ტემპერატურის მერყეობა არ არის ისეთი დიდი, როგორც ეს იქნებოდა ოკეანეებისა და ზღვების არარსებობის შემთხვევაში. ანუ ცივ სეზონში წყალი ათბობს დედამიწას, ხოლო თბილ სეზონზე ის კლებულობს. ბუნებრივია, ეს გავლენა ყველაზე შესამჩნევია სანაპირო რაიონებში, მაგრამ გლობალური საშუალოდ ის გავლენას ახდენს მთელ პლანეტაზე.

ბუნებრივია, ბევრი ფაქტორი გავლენას ახდენს ყოველდღიური და სეზონური ტემპერატურის მერყეობაზე, მაგრამ წყალი ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანია.

ყოველდღიური და სეზონური ტემპერატურის რყევების ამპლიტუდის ზრდა რადიკალურად შეცვლიდა ჩვენს გარშემო არსებულ სამყაროს.

მაგალითად, ცნობილი ფაქტია, რომ ტემპერატურის მკვეთრი რყევების დროს ქვა კარგავს ძალას და მტვრევადი ხდება. ცხადია, ჩვენ თვითონ ვიქნებით "გარკვევით" განსხვავებულები. ყოველ შემთხვევაში, ჩვენი სხეულის ფიზიკური პარამეტრები სრულიად განსხვავებული იქნებოდა.

წყლის ანომალიური თერმოტევადობის თვისებები

წყლის თბოტევადობას ანომალიური თვისებები აქვს. გამოდის, რომ წყლის ტემპერატურის მატებასთან ერთად, მისი სითბოს სიმძლავრე მცირდება, ეს დინამიკა გრძელდება 37 ° C-მდე, ტემპერატურის შემდგომი მატებით, სითბოს სიმძლავრე იწყებს მატებას.

ეს ფაქტი შეიცავს ერთ საინტერესო განცხადებას. შედარებით რომ ვთქვათ, თავად ბუნებამ, რომელიც წარმოდგენილია წყლის სახით, დაადგინა 37°C, როგორც ყველაზე კომფორტული ტემპერატურა ადამიანის ორგანიზმისთვის, რა თქმა უნდა, იმ პირობით, რომ ყველა სხვა ფაქტორი დაცული იქნება. გარემოს ტემპერატურის ცვლილების ნებისმიერი დინამიკით, წყლის ტემპერატურა 37°C-მდე მიისწრაფვის.

წყალი ერთ-ერთი ყველაზე საოცარი ნივთიერებაა. მიუხედავად მისი ფართო გავრცელებისა და ფართო გამოყენებისა, ის ბუნების ნამდვილი საიდუმლოა. როგორც ჟანგბადის ერთ-ერთი ნაერთი, როგორც ჩანს, წყალს უნდა ჰქონდეს ძალიან დაბალი მახასიათებლები, როგორიცაა გაყინვა, აორთქლების სიცხე და ა.შ. მაგრამ ეს ასე არ ხდება. მხოლოდ წყლის თბოტევადობა, ყველაფრის მიუხედავად, უკიდურესად მაღალია.

წყალს შეუძლია აითვისოს დიდი რაოდენობით სითბო, ხოლო თავად პრაქტიკულად არ ცხელდება - ეს არის მისი ფიზიკური თვისება. წყალი დაახლოებით ხუთჯერ აღემატება ქვიშის სითბოს და ათჯერ აღემატება რკინას. ამიტომ წყალი ბუნებრივი გამაგრილებელია. მისი დიდი რაოდენობით ენერგიის დაგროვების უნარი შესაძლებელს ხდის დედამიწის ზედაპირზე ტემპერატურის რყევების გამარტივებას და თერმული რეჟიმის დარეგულირებას მთელს პლანეტაზე და ეს ხდება წელიწადის დროის მიუხედავად.

წყლის ეს უნიკალური თვისება საშუალებას აძლევს მას გამოიყენოს როგორც გამაგრილებელი მრეწველობაში და სახლში. გარდა ამისა, წყალი ფართოდ ხელმისაწვდომი და შედარებით იაფი ნედლეულია.

რა იგულისხმება სითბოს სიმძლავრეში? როგორც ცნობილია თერმოდინამიკის კურსიდან, სითბოს გადაცემა ყოველთვის ხდება ცხელიდან ცივ სხეულზე. ამ შემთხვევაში, ჩვენ ვსაუბრობთ გარკვეული რაოდენობის სითბოს გადასვლაზე და ორივე სხეულის ტემპერატურა, როგორც მათი მდგომარეობის მახასიათებელი, აჩვენებს ამ გაცვლის მიმართულებას. ლითონის სხეულის პროცესში თანაბარი მასის წყლით ერთსა და იმავე საწყის ტემპერატურაზე, ლითონი ცვლის ტემპერატურას რამდენჯერმე უფრო მეტად ვიდრე წყალი.

თუ პოსტულატად ავიღებთ თერმოდინამიკის მთავარ დებულებას - ორი სხეულიდან (სხვებისგან იზოლირებული), სითბოს გაცვლის დროს ერთი გამოსცემს და მეორე თანაბარ სითბოს იღებს, მაშინ ცხადი ხდება, რომ ლითონსა და წყალს სრულიად განსხვავებული სითბო აქვთ. შესაძლებლობები.

ამრიგად, წყლის (ისევე როგორც ნებისმიერი ნივთიერების) თბოტევადობა არის ინდიკატორი, რომელიც ახასიათებს მოცემული ნივთიერების უნარს, მისცეს (ან მიიღოს) გაციების (გათბობის) დროს ერთეულ ტემპერატურაზე.

ნივთიერების სპეციფიკური თბოტევადობა არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა ამ ნივთიერების ერთეულის (1 კილოგრამი) 1 გრადუსით გასათბობად.

სხეულის მიერ გამოთავისუფლებული ან შთანთქმული სითბოს რაოდენობა უდრის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრის, მასის და ტემპერატურის სხვაობის ნამრავლს. ის იზომება კალორიებში. ერთი კალორია ზუსტად არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც საკმარისია 1 გრ წყლის 1 გრადუსით გასათბობად. შედარებისთვის: ჰაერის სპეციფიკური სითბოს მოცულობა არის 0,24 კალ/გ ∙°C, ალუმინი 0,22, რკინა 0,11 და ვერცხლისწყალი 0,03.

წყლის სითბოს სიმძლავრე არ არის მუდმივი. ტემპერატურის 0-დან 40 გრადუსამდე მატებასთან ერთად ის ოდნავ იკლებს (1,0074-დან 0,9980-მდე), ხოლო ყველა სხვა ნივთიერებისთვის ეს მახასიათებელი იზრდება გაცხელების დროს. გარდა ამისა, ის შეიძლება შემცირდეს წნევის მატებასთან ერთად (სიღრმეზე).

მოგეხსენებათ, წყალს აქვს აგრეგაციის სამი მდგომარეობა - თხევადი, მყარი (ყინული) და აირისებრი (ორთქლი). ამავდროულად, ყინულის სპეციფიკური სითბოს მოცულობა დაახლოებით 2-ჯერ დაბალია, ვიდრე წყლის. ეს არის მთავარი განსხვავება წყალსა და სხვა ნივთიერებებს შორის, რომელთა სპეციფიკური თბოტევადობა მყარ და გამდნარ მდგომარეობაში არ იცვლება. რა არის აქ საიდუმლო?

ფაქტია, რომ ყინულს აქვს კრისტალური სტრუქტურა, რომელიც გახურებისას მაშინვე არ იშლება. წყალი შეიცავს ყინულის მცირე ნაწილაკებს, რომლებიც შედგება რამდენიმე მოლეკულისგან და უწოდებენ ასოციაციებს. როდესაც წყალი თბება, ნაწილი იხარჯება ამ წარმონაქმნებში წყალბადის ბმების განადგურებაზე. ეს ხსნის წყლის უჩვეულოდ მაღალ სითბოს ტევადობას. მის მოლეკულებს შორის კავშირი მთლიანად განადგურებულია მხოლოდ მაშინ, როდესაც წყალი ორთქლში გადადის.

100°C ტემპერატურის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე თითქმის არ განსხვავდება ყინულისგან 0°C-ზე. ეს კიდევ ერთხელ ადასტურებს ამ განმარტების სისწორეს. ორთქლის თბოტევადობა, ისევე როგორც ყინულის თბოტევადობა, ახლა ბევრად უკეთ არის გაგებული, ვიდრე წყლისა, რაზეც მეცნიერები ჯერ ვერ მივიდნენ კონსენსუსამდე.

ენთალპიაარის მატერიის თვისება, რომელიც მიუთითებს ენერგიის რაოდენობაზე, რომელიც შეიძლება გარდაიქმნას სითბოდ.

ენთალპიაარის ნივთიერების თერმოდინამიკური თვისება, რომელიც მიუთითებს ენერგიის დონეინახება მის მოლეკულურ სტრუქტურაში. ეს ნიშნავს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ მატერიას შეიძლება ჰქონდეს ენერგია ემყარება , მაგრამ მისი ყველა გადაქცევა სითბოდ არ შეიძლება. შინაგანი ენერგიის ნაწილი ყოველთვის რჩება მატერიაშიდა ინარჩუნებს თავის მოლეკულურ სტრუქტურას. ნივთიერების ნაწილი მიუწვდომელია, როდესაც მისი ტემპერატურა გარემოს ტემპერატურას უახლოვდება. აქედან გამომდინარე, ენთალპიაარის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც ხელმისაწვდომია სითბოში გადაქცევისთვის მოცემულ ტემპერატურასა და წნევაზე. ენთალპიის ერთეულები- ბრიტანული თერმული ერთეული ან ჯოული ენერგიისთვის და Btu/lbm ან J/kg კონკრეტული ენერგიისთვის.

ენთალპიის რაოდენობა

რაოდენობა მატერიის ენთალპიებიმისი მოცემული ტემპერატურის მიხედვით. მოცემული ტემპერატურაარის მეცნიერებისა და ინჟინრების მიერ არჩეული ღირებულება გამოთვლების საფუძვლად. ეს არის ტემპერატურა, რომლის დროსაც ნივთიერების ენთალპია არის ნულოვანი J. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ნივთიერებას არ აქვს ხელმისაწვდომი ენერგია, რომელიც შეიძლება გარდაიქმნას სითბოდ. ეს ტემპერატურა განსხვავებულია სხვადასხვა ნივთიერებისთვის. მაგალითად, წყლის ეს ტემპერატურა არის სამმაგი წერტილი (0°C), აზოტი არის -150°C, ხოლო მაცივრები მეთანისა და ეთანის საფუძველზე არის -40°C.

თუ ნივთიერების ტემპერატურა აღემატება მოცემულ ტემპერატურას, ან ცვლის მდგომარეობას აირისებურად მოცემულ ტემპერატურაზე, ენთალპია გამოიხატება როგორც დადებითი რიცხვი. პირიქით, მოცემული ენთალპიის დაბალ ტემპერატურაზე ნივთიერების უარყოფითი რიცხვი გამოიხატება. ენთალპია გამოიყენება გამოთვლებში, რათა დადგინდეს ენერგიის დონეების განსხვავება ორ მდგომარეობას შორის. ეს აუცილებელია აღჭურვილობის დასაყენებლად და პროცესის სასარგებლო ეფექტის დასადგენად.

ენთალპიახშირად განისაზღვრება, როგორც მატერიის მთლიანი ენერგია, ვინაიდან იგი უდრის მისი შიდა ენერგიის ჯამს (u) მოცემულ მდგომარეობაში, სამუშაოს შესრულების უნართან ერთად (pv). მაგრამ სინამდვილეში, ენთალპია არ მიუთითებს ნივთიერების მთლიან ენერგიაზე მოცემულ ტემპერატურაზე აბსოლუტურ ნულზე (-273°C). ამიტომ, იმის ნაცვლად, რომ განსაზღვროს ენთალპიაროგორც ნივთიერების მთლიანი სითბო, უფრო ზუსტად განვსაზღვრავთ მას, როგორც ნივთიერების ხელმისაწვდომი ენერგიის მთლიან რაოდენობას, რომელიც შეიძლება გარდაიქმნას სითბოდ.
H=U+pV

ცხრილი აჩვენებს წყლის ორთქლის თერმოფიზიკურ თვისებებს გაჯერების ხაზზე, ტემპერატურის მიხედვით. ორთქლის თვისებები მოცემულია ცხრილში 0,01-დან 370°C-მდე ტემპერატურის დიაპაზონში.

თითოეული ტემპერატურა შეესაბამება წნევას, რომლის დროსაც წყლის ორთქლი არის გაჯერების მდგომარეობაში. მაგალითად, წყლის ორთქლის ტემპერატურაზე 200°C, მისი წნევა იქნება 1,555 მპა, ანუ დაახლოებით 15,3 ატმ.

ორთქლის სპეციფიკური თბოტევადობა, თბოგამტარობა და მისი მატება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ასევე იზრდება წყლის ორთქლის სიმკვრივე. წყლის ორთქლი ხდება ცხელი, მძიმე და ბლანტი, მაღალი სპეციფიკური სითბური ტევადობით, რაც დადებითად მოქმედებს ზოგიერთი სახის სითბოს გადამცვლელში ორთქლის, როგორც სითბოს გადამზიდველის არჩევაზე.

მაგალითად, ცხრილის მიხედვით, წყლის ორთქლის სპეციფიკური სითბო Cp 20°C ტემპერატურაზე უდრის 1877 ჯ/(კგ გრადუსი), ხოლო 370°C-მდე გაცხელებისას ორთქლის თბოტევადობა იზრდება 56520 ჯ/(კგ გრადუსამდე).

ცხრილში მოცემულია წყლის ორთქლის შემდეგი თერმოფიზიკური თვისებები გაჯერების ხაზზე:

• ორთქლის წნევა მითითებულ ტემპერატურაზე გვ 10 -5, პა;
• ორთქლის სიმკვრივე ρ″ , კგ / მ 3;
• სპეციფიკური (მასობრივი) ენთალპია სთ″, კჯ/კგ;
• რ, კჯ/კგ;
• ორთქლის სპეციფიკური სითბოს მოცულობა Cp, კჯ/(კგ გრადუსი);
• თბოგამტარობის კოეფიციენტი λ 10 2, ვ/(მ გრადუსი);
• თერმული დიფუზიურობა 10 6, მ2/წმ;
• დინამიური სიბლანტე μ 10 6, პა ს;
• კინემატიკური სიბლანტე v 10 6, მ2/წმ;
• პრანდტის ნომერი პრ.

წყლის ორთქლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო, ენთალპია, თერმული დიფუზურობა და კინემატიკური სიბლანტე მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ამ შემთხვევაში იზრდება ორთქლის დინამიური სიბლანტე და პრანდტის რაოდენობა.

Ფრთხილად იყავი! ცხრილის თბოგამტარობა მოცემულია 10 2-ის სიმძლავრეზე. არ დაგავიწყდეთ 100-ზე გაყოფა! მაგალითად, ორთქლის თბოგამტარობა 100°C ტემპერატურაზე არის 0,02372 W/(m deg).

წყლის ორთქლის თბოგამტარობა სხვადასხვა ტემპერატურასა და წნევაზე

ცხრილი გვიჩვენებს წყლისა და ორთქლის თბოგამტარობის მნიშვნელობებს 0-დან 700°C-მდე ტემპერატურაზე და წნევაზე 0,1-დან 500 ატმ-მდე. თბოგამტარობის ერთეულია W/(m deg).

ცხრილის მნიშვნელობების ქვემოთ ხაზი ნიშნავს წყლის ფაზურ გადასვლას ორთქლზე, ანუ ხაზის ქვემოთ რიცხვები ეხება ორთქლს, მის ზემოთ კი წყალს. ცხრილის მიხედვით ჩანს, რომ კოეფიციენტისა და წყლის ორთქლის მნიშვნელობა იზრდება წნევის მატებასთან ერთად.

შენიშვნა: ცხრილის თბოგამტარობა მოცემულია 10 3 სიმძლავრეზე. არ დაგავიწყდეთ 1000-ზე გაყოფა!

წყლის ორთქლის თბოგამტარობა მაღალ ტემპერატურაზე

ცხრილი გვიჩვენებს დისოცირებული წყლის ორთქლის თბოგამტარობის მნიშვნელობებს W/(m deg) ტემპერატურაზე 1400-დან 6000 K-მდე და წნევა 0.1-დან 100 ატმ-მდე.

ცხრილის მიხედვით, წყლის ორთქლის თბოგამტარობა მაღალ ტემპერატურაზე შესამჩნევად იზრდება 3000 ... 5000 კ რეგიონში. მაღალ წნევაზე მაქსიმალური თბოგამტარობის კოეფიციენტი მიიღწევა მაღალ ტემპერატურაზე.

Ფრთხილად იყავი! ცხრილის თბოგამტარობა მოცემულია 10 3-ის სიმძლავრეზე. არ დაგავიწყდეთ 1000-ზე გაყოფა!

დღეს ვისაუბრებთ იმაზე, თუ რა არის სითბოს სიმძლავრე (წყლის ჩათვლით), რა ტიპებია და სად გამოიყენება ეს ფიზიკური ტერმინი. ჩვენ ასევე გაჩვენებთ, რამდენად სასარგებლოა ეს მნიშვნელობა წყლისა და ორთქლისთვის, რატომ უნდა იცოდეთ ის და როგორ მოქმედებს ის ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაზე.

სითბოს სიმძლავრის კონცეფცია

ეს ფიზიკური რაოდენობა იმდენად ხშირად გამოიყენება გარემომცველ სამყაროში და მეცნიერებაში, რომ, პირველ რიგში, აუცილებელია ამაზე საუბარი. პირველივე განმარტება მოითხოვს მკითხველს გარკვეული მზადყოფნის არსებობას, ყოველ შემთხვევაში, დიფერენციალურად. ამრიგად, სხეულის სითბური ტევადობა ფიზიკაში განისაზღვრება, როგორც სითბოს უსასრულო რაოდენობის ნამატების თანაფარდობა შესაბამის უსასრულო მცირე რაოდენობასთან.

სითბოს რაოდენობა

ასეა თუ ისე, თითქმის ყველას ესმის რა არის ტემპერატურა. შეგახსენებთ, რომ „სითბოს რაოდენობა“ არ არის მხოლოდ ფრაზა, არამედ ტერმინი, რომელიც აღნიშნავს ენერგიას, რომელსაც სხეული კარგავს ან იღებს გარემოსთან სანაცვლოდ. ეს მნიშვნელობა იზომება კალორიებში. ეს ერთეული იცნობს ყველა ქალს, რომელიც დიეტაზე იმყოფება. ძვირფასო ქალბატონებო, ახლა თქვენ იცით, რას წვათ სარბენ ბილიკზე და რის ტოლია შეჭამილი (ან თეფშზე დატოვებული) თითოეული ნაჭერი. ამრიგად, ნებისმიერი სხეული, რომლის ტემპერატურაც იცვლება, განიცდის სითბოს რაოდენობის ზრდას ან შემცირებას. ამ რაოდენობების თანაფარდობა არის სითბოს სიმძლავრე.

სითბოს სიმძლავრის გამოყენება

თუმცა, ფიზიკური კონცეფციის მკაცრი განმარტება, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ, იშვიათად გამოიყენება თავისთავად. ზემოთ ვთქვით, რომ ის ძალიან ხშირად გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში. მათ, ვისაც სკოლაში ფიზიკა არ უყვარდა, ახლა ალბათ დაბნეულია. ჩვენ ავიღებთ საიდუმლოს ფარდას და გეტყვით, რომ ცხელი (და თუნდაც ცივი) წყალი ონკანში და გათბობის მილებში ჩნდება მხოლოდ სითბოს სიმძლავრის გამოთვლების წყალობით.

ამ მნიშვნელობას ითვალისწინებს ამინდის პირობები, რომელიც განსაზღვრავს, შესაძლებელია თუ არა უკვე საცურაო სეზონის გახსნა, თუ ღირს თუ არა ნაპირზე დარჩენა. ნებისმიერი მოწყობილობა, რომელიც დაკავშირებულია გათბობასთან ან გაგრილებასთან (ზეთის გამაგრილებელი, მაცივარი), საკვების მომზადების ენერგიის ყველა ხარჯზე (მაგალითად, კაფეში) ან ქუჩის რბილ ნაყინთან, გავლენას ახდენს ეს გათვლები. როგორც გესმით, ჩვენ ვსაუბრობთ ისეთ რაოდენობაზე, როგორიც არის წყლის სითბოს სიმძლავრე. სისულელე იქნება ვივარაუდოთ, რომ გამყიდველები და რიგითი მომხმარებლები ამას აკეთებენ, მაგრამ ინჟინრებმა, დიზაინერებმა, მწარმოებლებმა ყველაფერი გაითვალისწინეს და შესაბამისი პარამეტრები ჩადეს საყოფაცხოვრებო ტექნიკაში. თუმცა, სითბოს სიმძლავრის გამოთვლები ბევრად უფრო ფართოდ გამოიყენება: ჰიდრავლიკურ ტურბინებში და ცემენტების წარმოებაში, თვითმფრინავების ან სარკინიგზო მატარებლების შენადნობების შესამოწმებლად, მშენებლობაში, დნობასა და გაგრილებაში. კოსმოსის კვლევაც კი ეფუძნება ამ მნიშვნელობის შემცველ ფორმულებს.

სითბოს სიმძლავრის სახეები

ასე რომ, ყველა პრაქტიკულ გამოყენებაში გამოიყენება შედარებითი ან სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე. იგი განისაზღვრება, როგორც სითბოს რაოდენობა (არა უსასრულო, გაითვალისწინეთ) საჭირო მატერიის ერთეული რაოდენობის ერთი გრადუსით ასამაღლებლად. კელვინისა და ცელსიუსის სკალებზე ხარისხები ემთხვევა, მაგრამ ფიზიკაში ჩვეულებრივად არის დასახელებული ეს მნიშვნელობა პირველ ერთეულებში. იმისდა მიხედვით, თუ როგორ არის გამოხატული ნივთიერების რაოდენობის ერთეული, არსებობს მასის, მოცულობის და მოლური სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე. შეგახსენებთ, რომ ერთი მოლი არის ნივთიერების ისეთი რაოდენობა, რომელიც შეიცავს დაახლოებით ექვსჯერ ათიდან ოცდამეათე ხარისხს მოლეკულებს. დავალებიდან გამომდინარე, გამოიყენება შესაბამისი სითბოს სიმძლავრე, მათი აღნიშვნა ფიზიკაში განსხვავებულია. მასობრივი სითბოს სიმძლავრე აღინიშნება როგორც C და გამოიხატება J / კგ * K, მოცულობა - C` (J / m 3 * K), მოლარული - C μ (J / mol * K).

იდეალური გაზი

თუ იდეალური გაზის პრობლემა წყდება, მაშინ მისი გამოხატულება განსხვავებულია. შეგახსენებთ, რომ ამ ნივთიერებაში, რომელიც სინამდვილეში არ არსებობს, ატომები (ან მოლეკულები) არ ურთიერთობენ ერთმანეთთან. ეს ხარისხი რადიკალურად ცვლის იდეალური გაზის ნებისმიერ თვისებას. ამიტომ, გამოთვლების ტრადიციული მიდგომები არ მოგცემთ სასურველ შედეგს. მაგალითად, მეტალში ელექტრონების აღწერისთვის საჭიროა იდეალური გაზი. მისი სითბოს სიმძლავრე განისაზღვრება, როგორც ნაწილაკების თავისუფლების ხარისხი, რომლიდანაც იგი შედგება.

აგრეგაციის მდგომარეობა

როგორც ჩანს, ნივთიერებისთვის ყველა ფიზიკური მახასიათებელი ყველა პირობებში ერთნაირია. მაგრამ ეს არ არის. აგრეგაციის სხვა მდგომარეობაზე გადასვლისას (ყინულის დნობისა და გაყინვის დროს, გამდნარი ალუმინის აორთქლების ან გამაგრების დროს) ეს მნიშვნელობა მკვეთრად იცვლება. ამრიგად, წყლის და წყლის ორთქლის სითბოს სიმძლავრე განსხვავებულია. როგორც ქვემოთ დავინახავთ, მნიშვნელოვნად. ეს განსხვავება დიდ გავლენას ახდენს ამ ნივთიერების როგორც თხევადი, ისე აირისებრი კომპონენტების გამოყენებაზე.

გათბობა და სითბოს ტევადობა

როგორც მკითხველმა უკვე შენიშნა, ყველაზე ხშირად რეალურ სამყაროში ჩნდება წყლის სითბოს სიმძლავრე. ის არის სიცოცხლის წყარო, მის გარეშე ჩვენი არსებობა შეუძლებელია. მას სჭირდება ადამიანი. ამიტომ, უძველესი დროიდან დღემდე, სახლებში, მრეწველობასა თუ მინდვრებში წყლის მიწოდების ამოცანა ყოველთვის იყო გამოწვევა. კარგია იმ ქვეყნებისთვის, რომლებსაც აქვთ დადებითი ტემპერატურა მთელი წლის განმავლობაში. ძველი რომაელები ააგებდნენ აკვედუქებს, რათა მიეწოდებინათ თავიანთი ქალაქები ამ ღირებული რესურსით. მაგრამ სადაც ზამთარია, ეს მეთოდი არ იმუშავებს. ყინულს, როგორც მოგეხსენებათ, უფრო დიდი სპეციფიკური მოცულობა აქვს, ვიდრე წყალი. ეს ნიშნავს, რომ მილებში გაყინვა ანადგურებს მათ გაფართოების გამო. ამრიგად, ცენტრალური გათბობის ინჟინრების გამოწვევა და ცხელი და ცივი წყლის სახლებში მიწოდება არის ის, თუ როგორ ავიცილოთ თავიდან ეს.

წყლის სითბური სიმძლავრე, მილების სიგრძის გათვალისწინებით, მისცემს საჭირო ტემპერატურას, რომელზეც ქვაბები უნდა გაცხელდეს. თუმცა, ჩვენი ზამთარი ძალიან ცივია. და ასი გრადუს ცელსიუსზე დუღილი უკვე ხდება. ამ სიტუაციაში, წყლის ორთქლის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე მოდის სამაშველოში. როგორც ზემოთ აღინიშნა, აგრეგაციის მდგომარეობა ცვლის ამ მნიშვნელობას. ისე, ქვაბებში, რომლებსაც სითბო მოაქვთ ჩვენს სახლებში, არის ძლიერად გახურებული ორთქლი. იმის გამო, რომ მას აქვს მაღალი ტემპერატურა, წარმოუდგენელ წნევას ქმნის, ამიტომ ქვაბები და მათკენ მიმავალი მილები უნდა იყოს ძალიან მტკიცე. ამ შემთხვევაში, თუნდაც მცირე ხვრელმა, ძალიან მცირე გაჟონვამ შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქება. წყლის სითბოს სიმძლავრე დამოკიდებულია ტემპერატურაზე და არაწრფივი. ანუ მისი ოციდან ოცდაათ გრადუსამდე გასათბობად საჭირო იქნება ენერგიის განსხვავებული რაოდენობა, ვიდრე, ვთქვათ, ას ორმოცდაათიდან ას სამოცამდე.

ნებისმიერი ქმედება, რომელიც გავლენას ახდენს წყლის გათბობაზე, ეს უნდა იქნას გათვალისწინებული, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც საქმე ეხება დიდ მოცულობას. ორთქლის სითბოს სიმძლავრე, ისევე როგორც მისი მრავალი თვისება, დამოკიდებულია წნევაზე. იმავე ტემპერატურაზე, როგორც თხევადი მდგომარეობაში, აირისებრ მდგომარეობას აქვს თითქმის ოთხჯერ ნაკლები სითბოს სიმძლავრე.

ზემოთ, ჩვენ მრავალი მაგალითი მოვიყვანეთ, თუ რატომ არის საჭირო წყლის გაცხელება და როგორ არის საჭირო სითბოს სიმძლავრის ღირებულების გათვალისწინება. თუმცა, ჩვენ ჯერ არ გვითქვამს, რომ პლანეტის ყველა არსებულ რესურსს შორის, ამ სითხეს აქვს ენერგიის მოხმარების საკმაოდ მაღალი მაჩვენებელი გათბობისთვის. ეს თვისება ხშირად გამოიყენება გაგრილებისთვის.

ვინაიდან წყლის სითბოს სიმძლავრე მაღალია, ის ეფექტურად და სწრაფად წაართმევს ზედმეტ ენერგიას. იგი გამოიყენება მრეწველობაში, მაღალტექნოლოგიურ აღჭურვილობაში (მაგალითად, ლაზერებში). სახლში კი, ალბათ, ვიცით, რომ მოხარშული კვერცხის ან ცხელი ტაფის გაციების ყველაზე ეფექტური გზა ონკანის ცივი წყლის ქვეშ ჩამობანაა.

ხოლო ატომური ბირთვული რეაქტორების მოქმედების პრინციპი ზოგადად ემყარება წყლის მაღალ სითბოსუნარიანობას. ცხელ ზონას, როგორც სახელი გულისხმობს, წარმოუდგენლად მაღალი ტემპერატურა აქვს. თავად გაცხელებით, წყალი ამით აგრილებს სისტემას, რაც ხელს უშლის რეაქციის კონტროლიდან გამოსვლას. ამრიგად, ჩვენ ვიღებთ საჭირო ელექტროენერგიას (გახურებული ორთქლი ატრიალებს ტურბინებს) და არ არის კატასტროფა.