Voda má vysokú tepelnú kapacitu. Vysoká tepelná kapacita vody zohráva významnú úlohu v procese ochladzovania a ohrevu vodných plôch, ako aj pri formovaní klimatických podmienok priľahlých regiónov. Voda sa pomaly ochladzuje a ohrieva ako počas dňa, tak aj pri zmene ročných období. Maximálne kolísanie teploty vo Svetovom oceáne nepresahuje 40°C, pričom vo vzduchu môžu tieto výkyvy dosahovať 100-120°C. Tepelná vodivosť (alebo prenos tepelnej energie) vody je zanedbateľná. Voda, sneh a ľad preto zle vedú teplo. Vo vodných útvaroch je prenos tepla do hĺbky veľmi pomalý.
Viskozita vody. Povrchové napätie
So zvyšujúcou sa salinitou sa mierne zvyšuje viskozita vody. Viskozita alebo vnútorné trenie je vlastnosťou tekutých (kvapalných alebo plynných) látok odolávať vlastnému prúdeniu. Viskozita kvapalín závisí od teploty a tlaku. Klesá tak so zvyšujúcou sa teplotou, ako aj so zvyšujúcim sa tlakom. Povrchové napätie vody určuje silu adhézie medzi molekulami, ako aj tvar povrchu kvapaliny. Voda má zo všetkých kvapalín okrem ortuti najvyššie povrchové napätie. Keď teplota stúpa, klesá.
Laminárny a turbulentný, stály a nestály, rovnomerný a nerovnomerný pohyb vody
Laminárny pohyb je paralelné prúdové prúdenie, s konštantným prúdením vody, rýchlosť každého bodu prúdenia sa nemení v čase, ani vo veľkosti, ani v smere. Turbulentný - forma prúdenia, v ktorej prvky prúdenia robia neusporiadané pohyby pozdĺž zložitých trajektórií. Pri rovnomernom pohybe je povrch rovnobežný s vyrovnaným spodným povrchom. pri nerovnomernom pohybe je sklon rýchlosti prúdenia obytného úseku konštantný v dĺžke úseku, ale mení sa po dĺžke prúdenia. Nestacionárny pohyb je charakteristický tým, že všetky hydraulické prvky prúdenia v uvažovanom úseku sa menia v dĺžke a čase. Zavedený - naopak.
Vodný cyklus, jeho kontinentálne a oceánske väzby, vnútrokontinentálny cyklus
V cykle sa rozlišujú tri väzby - oceánsky, atmosférický a kontinentálny. Continental zahŕňa litogénne, pôdne, riečne, jazerné, ľadovcové, biologické a ekonomické väzby. Atmosférická väzba je charakterizovaná prenosom vlhkosti v cirkulácii vzduchu a tvorbou zrážok. Oceánsky odkaz je charakterizovaný vyparovaním vody, pri ktorom sa obsah vodnej pary v atmosfére priebežne obnovuje. Intrakontinentálna cirkulácia je typická pre oblasti vnútorného odtoku.
Vodná bilancia svetových oceánov, zemegule, pevniny
Globálny cyklus vlhkosti Zeme nachádza svoje vyjadrenie vo vodnej bilancii Zeme, ktorá je matematicky vyjadrená rovnicou vodnej bilancie (pre Zem ako celok a pre jej jednotlivé časti). Všetky zložky (komponenty) vodnej bilancie možno rozdeliť na 2 časti: prichádzajúce a odchádzajúce. Rovnováha je kvantitatívna charakteristika vodného cyklu. Metóda výpočtu vodnej bilancie sa používa na štúdium prichádzajúcich a odchádzajúcich prvkov veľkých častí zemegule - pevniny, oceánu a Zeme ako celku, jednotlivých kontinentov, veľkých a malých povodí a jazier a nakoniec veľkých oblastí. polí a lesov. Táto metóda umožňuje hydrológom riešiť mnohé teoretické a praktické problémy. Štúdium vodnej bilancie je založené na porovnaní jej vstupnej a výstupnej časti. Napríklad v prípade pôdy sú zrážky prichádzajúcou časťou bilancie a výpary sú výstupnou časťou. K doplneniu oceánu vodou dochádza v dôsledku odtoku riečnych vôd z pevniny a tok je spôsobený odparovaním.
Súvisiace informácie:
- Ako si môžete kúpiť nebo alebo teplo zeme? Táto myšlienka je pre nás nepochopiteľná. Ak nevlastníme čerstvý vzduch a striekajúcu vodu, ako si ich u nás môžete kúpiť?
Strana 1
Tepelná vodivosť vody je asi 5-krát vyššia ako tepelná vodivosť ropy. Zvyšuje sa so zvyšujúcim sa tlakom, ale pri tlakoch, ktoré sa vyskytujú v hydrodynamických prevodoch, môže byť považovaný za konštantný.
Tepelná vodivosť vody je približne 28-krát vyššia ako tepelná vodivosť vzduchu. V súlade s tým sa miera tepelných strát zvyšuje, keď je telo ponorené do vody alebo je s ňou v kontakte, a to do značnej miery určuje pocit tepla človeka vo vzduchu a vo vode. Takže napríklad pri - (- 33 sa nám zdá vzduch teplý a rovnaká teplota vody ľahostajná. Teplota vzduchu 23 nám pripadá ľahostajná a voda s rovnakou teplotou chladná. Pri - (- 12 Zdá sa, že vzduch je chladný a voda sa zdá byť studená.
Tepelná vodivosť vody a vodnej pary je nepochybne najlepšie preskúmaná zo všetkých ostatných látok.
| Dynamická viskozita (x (Pa-s niektorých vodných roztokov. | Zmena hmotnostnej tepelnej kapacity vodných roztokov niektorých solí v závislosti od koncentrácie roztoku. | Tepelná vodivosť niektorých roztokov v závislosti od koncentrácie pri 20 C. |
Tepelná vodivosť vody má kladný teplotný priebeh, preto pri nízkych koncentráciách tepelná vodivosť vodných roztokov mnohých solí, kyselín a zásad so zvyšujúcou sa teplotou stúpa.
Tepelná vodivosť vody je oveľa väčšia ako u iných kvapalín (okrem kovov) a tiež sa mení anomálne: zvyšuje sa až na 150 C a až potom začína klesať. Elektrická vodivosť vody je veľmi malá, ale výrazne sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a tlakom. Kritická teplota vody je 374 C, kritický tlak 218 atm.
Tepelná vodivosť vody je oveľa väčšia ako u iných kvapalín (okrem kovov) a mení sa aj anomálne: zvyšuje sa až na 150 C a až potom začína klesať. Elektrická vodivosť vody je veľmi malá, ale výrazne sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a tlakom. Kritická teplota vody je 374 C, kritický tlak 218 atm.
| Dynamická viskozita q (Pa-s niektorých vodných roztokov. | Zmena hmotnostnej tepelnej kapacity vodných roztokov niektorých solí v závislosti od koncentrácie roztoku. | Tepelná vodivosť niektorých roztokov v závislosti od koncentrácie pri 20 C. |
Tepelná vodivosť vody má kladný teplotný priebeh, preto pri nízkych koncentráciách tepelná vodivosť vodných roztokov mnohých solí, kyselín a zásad so zvyšujúcou sa teplotou stúpa.
Tepelná vodivosť vody, vodných roztokov solí, roztokov alkohol-voda a niektorých ďalších kvapalín (napríklad glykolov) sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou.
Tepelná vodivosť vody je veľmi malá v porovnaní s tepelnou vodivosťou iných látok; takže tepelná vodivosť korku je 0 1; azbest - 0 3 - 0 6; betón - 2 - 3; strom - 0 3 - 1 0; tehla-1 5 - 2 0; ľad - 5 5 cal / cm sek.
Tepelná vodivosť vody X pri 24 je 0 511, jej tepelná kapacita je 1 kcal/kg C.
Tepelná vodivosť vody prn 25 je 1 43 - 10 - 3 cal / cm-s.
Pretože tepelná vodivosť vody (R 0 5 kcal / m - h - stupeň) je približne 25-krát väčšia ako tepelná vodivosť nehybného vzduchu, vytlačenie vzduchu vodou zvyšuje tepelnú vodivosť porézneho materiálu. Pri rýchlom mrazení a tvorbe v póroch stavebných materiálov to už nie je ľad, ale sneh (R 0 3 - 0 4), ako ukázali naše pozorovania, tepelná vodivosť materiálu naopak o niečo klesá. Správne započítanie vlhkosti materiálov má veľký význam pre tepelnotechnické výpočty konštrukcií nadzemných aj podzemných, napríklad vodného a stočného.
Tepelná vodivosť vody je vlastnosť, ktorú všetci bez tušenia veľmi často využívame v každodennom živote.
Stručne o tejto nehnuteľnosti sme už písali v našom článku. CHEMICKÉ A FYZIKÁLNE VLASTNOSTI VODY V KVAPALNOM STAVE →, v tomto materiáli uvedieme podrobnejšiu definíciu.
Najprv zvážte význam pojmu tepelná vodivosť vo všeobecnosti.
Tepelná vodivosť je...
Technická príručka prekladateľa
Tepelná vodivosť - prenos tepla, pri ktorom má prenos tepla v nerovnomerne zohriatom médiu atómovo-molekulárny charakter.
[Terminologický slovník na stavbu v 12 jazykoch (VNIIIS Gosstroy ZSSR)]
Tepelná vodivosť - schopnosť materiálu prenášať tepelný tok
[ST SEV 5063-85]
Technická príručka prekladateľa
Vysvetľujúci slovník Ushakov
Tepelná vodivosť, tepelná vodivosť, pl. nie, samica (fyzikálne) - vlastnosť telies rozvádzať teplo z viac ohrievaných častí do menej ohrievaných.
Vysvetľujúci slovník Ushakov. D.N. Ušakov. 1935-1940
Veľký encyklopedický slovník
Tepelná vodivosť je prenos energie z viac zahrievaných častí tela do menej zahrievaných v dôsledku tepelného pohybu a interakcie častíc, ktoré ho tvoria. Vedie k vyrovnaniu telesnej teploty. Zvyčajne je množstvo odovzdanej energie, definované ako hustota tepelného toku, úmerné teplotnému gradientu (Fourierov zákon). Súčiniteľ úmernosti sa nazýva súčiniteľ tepelnej vodivosti.
Veľký encyklopedický slovník. 2000
Tepelná vodivosť vody
Pre lepšie pochopenie celkového obrazu si všimneme niekoľko faktov:
- Tepelná vodivosť vzduchu je približne 28-krát menšia ako tepelná vodivosť vody;
- Tepelná vodivosť oleja je približne 5-krát nižšia ako tepelná vodivosť vody;
- So zvyšujúcim sa tlakom sa zvyšuje tepelná vodivosť;
- Vo väčšine prípadov sa so zvýšením teploty zvyšuje aj tepelná vodivosť slabo koncentrovaných roztokov solí, zásad a kyselín.
Ako príklad uvádzame dynamiku zmien hodnôt tepelnej vodivosti vody v závislosti od teploty pri tlaku 1 bar:
0°С - 0,569 W/(m°);
10 °С - 0,588 W/(m°);
20 °С - 0,603 W/(m°);
30 °C - 0,617 W/(m°);
40 °C - 0,630 W/(m°);
50 °С - 0,643 W/(m°);
60 °С - 0,653 W/(m°);
70 °С - 0,662 W/(m°);
80 °С - 0,669 W/(m°);
90 °С - 0,675 W/(m°);
100°С – 0,0245 W/(m°);
110°С – 0,0252 W/(m°);
120 °С - 0,026 W/(m°);
130 °С - 0,0269 W/(m°);
140 °С - 0,0277 W/(m°);
150 °С - 0,0286 W/(m°);
160 °С - 0,0295 W/(m°);
170 °С - 0,0304 W/(m°);
180 °С - 0,0313 W/(m°).
Tepelná vodivosť je však, rovnako ako všetky ostatné, veľmi dôležitou vlastnosťou vody pre nás všetkých. Veľmi často, bez toho, aby sme o tom vedeli, ho napríklad používame v bežnom živote – vodu používame na rýchle ochladzovanie vyhrievaných predmetov a vykurovaciu podložku na akumuláciu tepla a jeho akumuláciu.
Pod tepelná vodivosť sa vzťahuje na schopnosť rôznych telies viesť teplo všetkými smermi z miesta aplikácie vyhrievaného predmetu. Tepelná vodivosť sa zvyšuje so zvyšujúcou sa hustotou látky, pretože tepelné vibrácie sa ľahšie prenášajú v hustejšej látke, kde sú jednotlivé častice umiestnené bližšie k sebe. Kvapaliny sa tiež riadia týmto zákonom.
Tepelná vodivosť je určená počtom kalórií, ktoré prejdú za 1 sekundu. cez plochu 1 cm2 s teplotným spádom 1 ° po dráhe 1 cm. Pokiaľ ide o tepelnú vodivosť, voda zaberá miesto medzi sklom a ebonitom a je takmer 28-krát lepšia ako vzduch.
Tepelná kapacita vody. Mernou tepelnou kapacitou sa rozumie množstvo tepla, ktoré dokáže ohriať 1 g hmoty látky o 1 °. Toto množstvo tepla sa meria v kalóriách. Jednotkou tepla je gram-kalória. Voda vníma o 14-15 ° viac tepla ako iné látky; napríklad množstvo tepla potrebné na zohriatie 1 kg vody o 1° dokáže ohriať 8 kg železa alebo 33 kg ortuti o 1°.
Mechanické pôsobenie vody
Väčšina silný mechanické pôsobenie sa líši sprcha, najslabšie - plné vane. Porovnajme mechanický efekt napríklad Charcotovej sprchy a plných vaní.
Dodatočné tlak voda na pokožke vo vani, kde vodný stĺpec nepresahuje 0,5 m, je asi 0,005, alebo 1,20 atmosférického tlaku a sila nárazu vodného prúdu v sprche Charcot, nasmerovaného na telo zo vzdialenosti 15- 20 m, je 1,5 - 2 atmosféry.
Bez ohľadu na to teplota aplikovanej vody pod vplyvom sprchy dochádza ihneď po dopade prúdu vody na telo k energetickému rozťahovaniu kožných ciev. Zároveň sa prejavuje vzrušujúce pôsobenie duše.
Pre výskumu mechanické pôsobenie mora a rieky: kúpanie, platí vzorec F = mv2/2, kde sila F sa rovná polovici súčinu hmotnosti m a druhej mocniny rýchlosti v2. Mechanické pôsobenie morských a riečnych vĺn nezávisí ani tak od množstva vody postupujúcej na tele, ale od rýchlosti, akou tento pohyb prebieha.
Voda ako chemikália solventný. Voda má schopnosť rozpúšťať rôzne minerálne soli, kvapaliny a plyny, čo zvyšuje dráždivý účinok vody. Veľký význam sa prikladá výmene iónov, ku ktorej dochádza medzi vodou a ľudským telom ponoreným v mineralizovanom kúpeli.
Za normálnych tlak(t.j. pri nulovej teplote) jeden objem vody absorbuje 1,7 objemu oxidu uhličitého; so zvyšujúcim sa tlakom sa výrazne zvyšuje rozpustnosť oxidu uhličitého vo vode; pri tlaku dvoch atmosfér pri teplote 10 °C sa rozpustia tri objemy oxidu uhličitého namiesto 1,2 objemu pri normálnom tlaku.
Tepelná vodivosť oxidu uhličitého polovičná tepelná vodivosť vzduchu a tridsaťkrát menšia ako tepelná vodivosť vody. Táto vlastnosť vody sa používa na usporiadanie rôznych plynových kúpeľov, niekedy nahrádzajúcich minerálne pramene.
Smerom nadol sa začínajú zisťovať, keď je hrúbka vodnej vrstvy medzi sférickou (s polomerom zakrivenia asi 1 m) a plochou
V dôsledku výmeny tepla medzi parou a kvapalinou len horná vrstva kvapaliny nadobudne teplotu nasýtenia zodpovedajúcu priemernému odtokovému tlaku. Teplota väčšiny kvapaliny zostane pod teplotou nasýtenia. Ohrievanie kvapaliny prebieha pomaly v dôsledku nízkej hodnoty tepelnej difuzivity kvapalného propánu alebo butánu. Napríklad kvapalný propán na saturačnej čiare pri teplote ts - 20 ° C a = 0,00025 m - / h, zatiaľ čo pre vodu, ktorá je jednou z tepelne najinertnejších látok, bude hodnota tepelnej difuzivity pri rovnakej teplote byť a = 0,00052 m/h
Tepelná vodivosť a tepelná difúznosť dreva závisí od jeho hustoty, pretože na rozdiel od tepelnej kapacity sú tieto vlastnosti ovplyvnené prítomnosťou vzduchom naplnených bunkových dutín rozmiestnených po objeme dreva. Súčiniteľ tepelnej vodivosti absolútne suchého dreva sa zvyšuje so zvyšujúcou sa hustotou, zatiaľ čo tepelná difúznosť klesá. Keď sú dutiny buniek naplnené vodou, tepelná vodivosť dreva sa zvyšuje a tepelná difúznosť klesá. Tepelná vodivosť dreva pozdĺž vlákien je väčšia ako naprieč.
ČO závisí od výrazne odlišných hodnôt týchto koeficientov pre látky uhlia, vzduchu a vody. Špecifická tepelná kapacita vody je teda trojnásobná a koeficient tepelnej vodivosti 25-krát väčší ako vzduchu, preto koeficienty tepelnej a tepelnej difúznosti stúpajú so zvyšujúcou sa vlhkosťou uhlia (obr. 13).
Zariadenie znázornené na obr. 16 vľavo, slúži na meranie tepla a tepelnej difúznosti sypkých materiálov. V tomto prípade sa skúšobný materiál umiestni do priestoru tvoreného vnútorným povrchom valca 6 a valcovým ohrievačom 9, umiestneným pozdĺž osi zariadenia. Pre zníženie axiálnych prietokov je meracia jednotka vybavená krytmi 7, 8 z tepelne izolačného materiálu. V plášti tvorenom vnútorným a vonkajším valcom cirkuluje voda konštantnej teploty. Rovnako ako v predchádzajúcom prípade sa teplotný rozdiel meria diferenčným termočlánkom, z ktorých jeden spoj je upevnený v blízkosti valcového ohrievača a druhý 2 - na vnútornom povrchu valca so skúšobným materiálom.
K podobnému vzorcu dospejeme, ak vezmeme do úvahy čas potrebný na odparenie jedinej kvapky kvapaliny. Tepelná difúznosť Xv kvapalín, ako je voda, je zvyčajne nízka. V tomto ohľade dochádza k zahrievaniu kvapky relatívne pomaly počas času t o / Xv. To nám umožňuje predpokladať, že k vyparovaniu kvapaliny dochádza iba z povrchu kvapky bez výrazného zahrievania
V plytkých vodách sa voda ohrieva nielen zhora v dôsledku procesov výmeny tepla s atmosférou, ale aj zdola, zo strany dna, ktoré sa vďaka nízkej tepelnej difúznosti a relatívne nízkej tepelnej kapacite rýchlo zohreje. V noci dno odovzdá cez deň naakumulované teplo vrstve vody umiestnenej nad ním a nastáva akýsi skleníkový efekt.
V týchto výrazoch sú Yad a H (v cal mol) absorpčné a reakčné teplo (pozitívne, keď je reakcia exotermická) a ostatné označenia sú uvedené vyššie. Tepelná difúznosť pre vodu je cca 1,5-10"cm za 1s. Funkcie a
Tepelná vodivosť a tepelná difúznosť vrtných kvapalín sa skúmajú oveľa menej. Pri tepelných výpočtoch sa ich tepelná vodivosť podľa V. N. Dakhnova a D. I. Dyakonova, ako aj B. I. Esmana a ďalších berie rovnako ako voda - 0,5 kcal / m-h-deg. Podľa referenčných údajov je súčiniteľ tepelnej vodivosti vrtných kvapalín 1,29 kcal/m-h-deg. S. M. Kuliev a kol., navrhli rovnicu na výpočet súčiniteľa tepelnej vodivosti
Na približné výpočty procesov odparovania vody do vzduchu a kondenzácie vody z vlhkého vzduchu je možné použiť Lewisov pomer, pretože pomer tepelnej difúzivity k difúznemu koeficientu pri 20 ° C je 0,835, čo sa veľmi nelíši od jednoty. . V časti D5-2 boli procesy vyskytujúce sa vo vlhkom vzduchu študované pomocou grafu špecifického obsahu vlhkosti oproti entalpii. Preto by bolo užitočné transformovať rovnicu (16-36) tak, aby na jej pravej strane namiesto parciálnej
V rovniciach (VII.3) a (VII.4) a okrajových podmienkach (VII.5) sú prijaté nasledujúce označenia Ti a T - teploty vytvrdenej a nevytvrdenej vrstvy - teplota média T p - kryoskopická teplota a a U2 - tepelná difúzivita týchto vrstiev a \u003d kil ifi), mV A.1 - koeficient tepelnej vodivosti pre mrazené mäso, W / (m-K) A.2 - rovnaký pre chladené mäso, W / (m-K) q a cg - špecifické tepelné kapacity mrazeného a chladeného mäsa, J / (kg-K) Pi ip2 - hustota mrazeného a chladeného mäsa p1 \u003d pj \u003d 1020 kg / m - hrúbka mrazenej vrstvy, počítané od
