Mbajmë mend fizikën - cila është kapaciteti i nxehtësisë së ujit?

Ode është një nga substancat më të mahnitshme. Përkundër përdorimit të përhapur dhe përdorimit të gjerë, ai është një mister i vërtetë i natyrës. Duke qenë një nga përbërësit e oksigjenit, uji do të duket se duhet të ketë karakteristika shumë të ulëta siç janë pikat e vlimit dhe të ngrirjes, nxehtësia e avullimit etj. Por kjo nuk ndodh. Vetëm kapaciteti i nxehtësisë së ujit, pavarësisht nga çdo gjë, është jashtëzakonisht i lartë.

Uji është i aftë të përthithë një sasi të madhe të nxehtësisë, ndërkohë që vetë praktikisht nuk është ngrohje - kjo është tipari i saj fizik. Ngrohja specifike e ujit mbi kapacitetin e nxehtësisë së rërës është rreth pesë herë dhe dhjetë herë - hekuri. Prandaj, uji është një ftohës natyral. Prona e tij për të grumbulluar një sasi të madhe të energjisë bën të mundur që të zbutet luhatjet e temperaturës në sipërfaqen e Tokës dhe të rregullojnë regjimin termik brenda tërë planetit dhe kjo ndodh pa marrë parasysh sezonin.

Kjo pronë unike e ujit bën të mundur përdorimin e saj si agjent ftohës në industri dhe në shtëpi. Përveç kësaj, uji është përgjithësisht i disponueshëm dhe material relativisht i lirë.

Çfarë nënkuptohet nga kapaciteti i nxehtësisë? Siç dihet nga rrjedha e termodinamikës, transferimi i nxehtësisë gjithmonë ndodh nga të nxehtë në të ftohtë. Në këtë rast, ne po flasim për kalimin e një sasi të caktuar të nxehtësisë dhe temperatura e të dy trupave, duke qenë një karakteristikë e shtetit të tyre, tregon drejtimin e këtij shkëmbimi. Në procesin e shkëmbimit të ngrohjes, për shembull, një trup metalik me ujë me masë të barabartë në të njëjtën temperaturë fillestare, metali ndryshon temperaturën e tij disa herë më shumë se sa uji.

Nëse ne pranojmë për postulat deklaratën bazë të termodinamikës - nga dy trupa (të izoluar nga të tjerët), me një shkëmbim të nxehtësisë dhe tjetri merr një sasi të barabartë të nxehtësisë, bëhet e qartë se metali dhe uji kanë kapacitete ngrohëse krejtësisht të ndryshme.

Kështu, kapaciteti i nxehtësisë së ujit (si dhe i çdo substance) është një tregues që karakterizon aftësinë e një substance të dhënë për të dhënë (ose marrë) një sasi të caktuar të nxehtësisë pas ftohjes (ngrohjes) për një temperaturë të njësisë.

Kapaciteti specifik i nxehtësisë i substancës është sasia e nxehtësisë e nevojshme për të ngrohur një njësi të kësaj substance (1 kilogram) me 1 shkallë.

Sasia e nxehtësisë së lëshuar ose e thithur nga trupi është e barabartë me produktin e nxehtësisë specifike, masës dhe ndryshimit të temperaturës. Ajo matet në kalori. Një kalori është pikërisht sasia e nxehtësisë që mjafton për të ngrohur 1 g ujë për 1 shkallë. Për krahasim: nxehtësi specifike e ajrit - 0,24 cal / g ° C, alumin - 0,22, hekur - 0,11, merkur - 0,03.

Kapaciteti i nxehtësisë së ujit nuk është konstant. Me një rritje të temperaturës nga 0 në 40 gradë, zvogëlohet lehtë (nga 1.0074 në 0.9980), ndërsa për të gjitha substancat e tjera kjo karakteristikë rritet në procesin e ngrohjes. Përveç kësaj, ajo mund të ulet me presion në rritje (në thellësi).

Siç dihet, uji ka tre shtete agregate - të lëngshme, të ngurta (akull) dhe gaz (avull). Ngrohja specifike e akullit është afërsisht 2 herë më e ulët se ajo e ujit. Në këtë - dallimi kryesor midis ujit dhe substancave të tjera, kapaciteti specifik ngrohjes i të cilit nuk ndryshon në gjendjen e ngurtë dhe të shkrirë. Cili është sekreti këtu?

Fakti është se akulli ka një strukturë të kristaltë që nuk prishet menjëherë kur nxehet. Uji përmban grimca të vogla akulli, të përbërë nga disa molekula dhe bashkëpunëtorë të thirrur. Kur uji është ndezur, disa nga energjia e nxehtësisë janë shpenzuar në shkatërrimin e lidhjeve të hidrogjenit në këto formacione. Kjo shpjegon kapacitetin jashtëzakonisht të lartë të nxehtësisë së ujit. Plotësisht lidhjet midis molekulave të saj shkatërrohen vetëm nga kalimi i ujit në avull.

Ngrohja specifike e avujve të ujit në një temperaturë prej 100 ° C pothuajse nuk ndryshon nga ajo e akullit në 0 ° C. Kjo përsëri konfirmon korrektësinë e këtij shpjegimi. Kapaciteti i nxehtësisë së avullit, si kapaciteti i ngrohjes së akullit, tani është studiuar shumë më mirë se sa uji, në lidhje me të cilën shkencëtarët nuk kanë arritur ende në konsensus.