K kategorija: Ūdens apgāde un apkure

Siltuma pārneses šķidrumi un to īpašības

Apkures sistēmās izmantotie siltumnesēji - ūdens, tvaiks un gaiss pēc īpašībām atšķiras un tos raksturo īpašs karstums, īpatnējais svars un sanitārās un higiēniskās īpašības.

Vielas 1 cm3 svaru gramos sauc par tās īpatnējo svaru. Jo lielāka ir dzesēšanas šķidruma īpatnējā siltumietilpība un īpatnējais svars, jo vairāk siltuma jāiztērē dzesēšanas šķidruma sildīšanai un jo vairāk siltuma tas dod telpai dzesēšanas laikā.

Ūdens īpatnējā siltumietilpība ir 1 kcal/kg-deg. Tādējādi katrs kilograms ūdens, kas uzsildīts, piemēram, katlā līdz 95 ° C un atdzesēts sildītājā līdz 70 ° C, tas ir, par 25 ° C, apsildāmajai telpai piešķirs 25 kcal siltuma. Tā kā ūdens tilpuma svars pie vidējās temperatūras 80 ° C sistēmā ir 972 kg / m3, tad 1 m3 ūdens centrālapkures sistēmās var izdalīt 24 300 kcal / m3 siltuma (25X972).

Ja tvaiku izmanto kā siltumnesēju, tiek izmantots tā latentais iztvaikošanas siltums, kas pie tvaika spiediena 0,2 kgf/cm2 ir aptuveni 540 kcal uz 1 kg tvaika.

Latentais iztvaikošanas siltums ir siltums, kas nepieciešams, lai 1 kg ūdens pārvērstu tvaikā. Atdzesējot apkures ierīcēs, tvaiks kondensējas un piešķir telpai siltumu, kas iztērēts ūdens iztvaikošanai.

Zemspiediena tvaika īpatnējo tilpumu var pieņemt vienādu ar 1,73 m3/kg, tātad katrs tvaika kubikmetrs apkures sistēmā atdod 312 kcal/m3 siltuma (540:1,73).

Otrkārt svarīgs īpašums tvaiks, kuram ir pārmērīgs spiediens, ir tā vēlme paplašināties un samazināt spiedienu līdz atmosfēras spiedienam. Pateicoties šai īpašībai, apkures tehnoloģijā tiek izmantots tvaiks.

No sanitārās un higiēnas puses tvaiks ir mazāk vēlams siltumnesējs nekā ūdens, jo putekļi, kas nosēžas uz sildīšanas ierīču virsmas ar temperatūru aptuveni 100 ° C, sadedzina, sadalās un piesārņo gaisu ar sausiem sublimācijas produktiem. Ja ūdens iet cauri apkures ierīcēm, putekļi gandrīz nedeg un gaiss nav piesārņots.

Gaisa apkures sistēmās gaiss, kas kalpo kā siltumnesējs, tiek ievadīts telpās 45-70 °C temperatūrā.

Ņemot 1 m3 gaisa tilpuma siltumietilpību, kas vienāda ar 0,31 kcal!M deg un telpas temperatūru, līdz kurai jāatdzesē gaisa dzesēšanas šķidrums, ir vienāda ar 18 ° C, mēs iegūstam 1 m3 gaisa ar temperatūru 45 ° C. ° C izdala 8,3 kcal/m3 siltuma. Tas parāda, ka gaisam kā dzesēšanas šķidrumam ir viszemākā īpatnējā siltuma jauda.

Gaisa kā siltumnesēja priekšrocība ir tā augstajā mobilitātē. Sildot, tas iegūst mazāku īpatnējo svaru un, paplašinoties, viegli pārvietojas augšup pa kanāliem. Nododot daļu siltuma telpai un atdzisusi, tā kļūst smagāka un steidzas lejup pa atgaitas kanāliem.

Ja siltumnesējs ir ūdens vai gaiss, temperatūru var regulēt atbilstoši āra temperatūrai. Tvaiks ļauj regulēt ierīču siltuma pārnesi tikai sarežģītās vakuuma sistēmās ar spiedienu zem atmosfēras.

Zema spiediena sistēmās tvaika temperatūra gandrīz nemainās un vienmēr ir virs 100 °C.

Saistībā ar norādītajām nepilnībām tvaiku kā siltumnesēju var izmantot tikai rūpniecības un pašvaldību ēku apkurei.

Salīdzinot siltumnesējus, var atzīmēt, ka labākais no tiem pēc to termiskajām, sanitārajām un higiēniskajām un citām īpašībām ir ūdens.

Siltuma pārneses šķidrumi un to īpašības

MEHĀNISKS SPIEDIENS ZEM ŪDENS << ---
--->> REDZAMĪBA ŪDENĪ

Ūdenim ir īpašas termofizikālās īpašības, kas būtiski atšķiras no gaisa termofizikālajām īpašībām. Tātad, piemēram, ūdens siltumvadītspēja ir 25 reizes lielāka, un siltuma jauda ir 4 reizes lielāka. Ūdens īpatnējā siltumietilpība C = 1 kcal/kg deg + 15 *C temperatūrā. Ūdens siltumietilpība lēni un nedaudz samazinās no 1,0074 līdz 0,9980, temperatūrai paaugstinoties no 0 līdz +40 ° C, un visām pārējām vielām siltumietilpība palielinās, palielinoties temperatūrai. Tas arī nedaudz samazinās, palielinoties spiedienam (palielinoties dziļumam). Ūdens var absorbēt lielu daudzumu siltuma, tajā pašā laikā uzsildot salīdzinoši maz. Apmēram 30% Saules enerģijas atstarojas atmosfērā un nonāk kosmosā, aptuveni 45% absorbē atmosfērā, un tikai aptuveni 25% saules enerģijas sasniedz okeāna virsmu. Daļa no tā (810%) tiek atspoguļota, bet pārējā daļa tiek absorbēta. No visas absorbētās saules siltumenerģijas līdz 94% absorbē virszemes ūdens slānis 1 cm biezumā.Apakšējos ūdens slāņus uzsilda, pateicoties dabiskā konvekcija(saistīts ar vides neviendabīgumu temperatūras un blīvuma ziņā) un piespiedu konvekciju (sajaukšanu ar straumēm, vēja viļņiem un plūdmaiņām). Absorbcijas un konvekcijas rezultātā 60% saules enerģijas paliek augšējā ūdens slānī, bet vairāk nekā 80% - 10 metru slānī. 100 m dziļumā, ja nav intensīvas maisīšanas, parasti iekļūst ne vairāk kā 0,5-1% saules enerģijas.

Ūdens temperatūra rezervuāru augšējos slāņos ir atkarīga no klimatiskajiem apstākļiem un var svārstīties no -2 līdz +30 °C. Tikai 8% okeāna virszemes ūdeņu ir siltāki par +10 °C, un vairāk nekā puse ūdeņu ir vēsāki par 2,3 °C. Jūras ūdens ar sāļumu 35%o sasalst -1,9 °C temperatūrā. Ikdienas ūdens temperatūras izmaiņas ir atkarīgas no mākoņainības rakstura un parasti ir 0,5-2,0 °C robežās. Būtībā šīs izmaiņas skar tikai plānu ūdens virskārtu, un jau 10-20 m dziļumā diennakts temperatūras svārstības ir praktiski nulle. Maksimālā temperatūra vērojama ap pulksten 15, minimālā robežās no pulksten 4 līdz 7. Gada temperatūras svārstības okeānā nav tik lielas kā uz sauszemes. Ja uz sauszemes tie sasniedz 150 ° C, tad okeānā tie reti pārsniedz 38 ° C. Krasākā gada temperatūras starpība ir izteikta vidējos platuma grādos, kur no augusta līdz februārim tā var pārsniegt 10 °C. Ieslēgts lieli dziļumi vidējos un ziemeļu platuma grādos temperatūra pastāvīgi tiek uzturēta robežās no +2 līdz +4 °С atkarībā no ūdens sāļuma.

Ūdens atvēsinošā iedarbība ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ierobežo cilvēka uzturēšanos ūdens vidē. Tas būtiski samazina niršanas darba produktivitāti, kā arī ir galvenais nāves cēlonis cilvēkiem, kuri nonākuši ūdenī kuģa avārijas rezultātā. Kaila cilvēka ķermeņa termisko līdzsvaru ūdenī var uzturēt ar stabils līmenis tikai ar nosacījumu, ka ūdens un ķermeņa temperatūra ir vienāda, kas vidējos platuma grādos nav iespējams. Lielie siltuma zudumi ūdenī ir izskaidrojami ar tā augsto siltumvadītspēju un siltumietilpību. Kad kails vai nepietiekami ģērbies cilvēks tiek iegremdēts aukstā ūdenī, parādās noteikta simptomu secība. Sākotnēji auksts ūdens izraisa ādas temperatūras pazemināšanos, kas izraisa ķermeņa virsmas vazokonstrikciju. Tas savukārt paātrina ādas temperatūras pazemināšanos, jo apstājas siltuma pieplūde no apakšējiem audiem. Aukstuma izraisīta vazokonstrikcija nodrošina izteiktu termisko pretestību jeb siltumizolāciju ķermeņa virsmas audos. Šī pretestība ir atkarīga no asinsrites ātruma ādā. Secīgā šo reakciju gaita beidzas, kad ādas temperatūra kļūst vienāds ar temperatūruūdens. Siltums no sakarsētajiem dziļākiem audiem turpina plūst ar tiešu vadīšanu uz virsmu. Kad cilvēks atrodas zem ūdens bez ūdensnecaurlaidīga apģērba, galvenā siltuma pārneses metode ir siltuma vadīšana, un ūdens kustība un paša ūdenslīdēja kustība veicina ievērojamu siltuma zudumu. Cilvēks ar savu ķermeni uzsilda arvien vairāk ūdens slāņu, kas izraisa ātrāku siltuma zudumu nekā gaisā. Ja cilvēkam aukstā ūdenī siltuma zudumi pārsniedz siltuma ražošanu, strauji pazeminās ķermeņa temperatūra un attīstās hipotermijas simptomi, kas pāriet no funkcionāliem uz patoloģiskiem.

Lietojot ūdensnecaurlaidīgu un karstumu aizsargājošu ūdenslīdēju apģērbu, ķermeņa siltuma zudumi rodas galvenokārt nevis vadīšanas rezultātā, kā tiešā saskarē ar to, bet galvenokārt siltuma starojuma rezultātā uz skafandra atvēsinošo iekšējo virsmu (negatīvais termiskais starojums), kas ir 4 reizes lielāks. nekā siltuma pārnese vadīšanas ceļā.

No ūdenslīdēju siltuma zudumu samazināšanas viedokļa priekšroka jādod ventilējamām iekārtām. Tērpa gaisa spilvens, būdams labs siltumizolators, samazina siltuma pārnesi un pie tās pašas ūdens temperatūras saglabā ķermeņa temperatūru augstākā līmenī nekā niršanas tērpam vai niršanas tērpam, kurā ir tikai neliela gaisa sprauga. Hidrotērpā (hidrokostīmā) tiek atdzesēta galvas un kakla zona, un, elpojot aparātā, palielinās siltuma zudumi no elpceļiem. Ūdenslīdējiem īpaši jutīgas pret aukstumu ir kāju distālās daļas. Ūdenslīdēja parastā vertikālā stāvoklī zem ūdens apsaldēšana sākas pirkstos, kas lielā mērā ir saistīts ar ūdens izspiešanu apakšējās ekstremitātes. Pēc tam ūdenslīdēji parasti sūdzas par salstošām rokām, muguru un muguras lejasdaļu. Seja, krūtis, vēders un plaukstas ir mazāk jutīgas pret aukstumu.

Temperatūra- ķermeņa termiskā stāvokļa vai sildīšanas pakāpes mērs. Ķermeņa termisko stāvokli raksturo tā molekulu kustības ātrums vai ķermeņa vidējā iekšējā kinētiskā enerģija. Jo augstāka ķermeņa temperatūra, jo ātrāk pārvietojas molekulas. Ķermeņa temperatūra paaugstinās vai pazeminās atkarībā no tā, vai ķermenis saņem vai izdala siltumu. Ķermeņi ar vienādu temperatūru atrodas termiskā līdzsvarā, tas ir, starp tiem nenotiek siltuma apmaiņa.

Temperatūras mērvienība ir grādi. Temperatūras mērīšanai tiek izmantotas divas skalas: grādu un termodinamiskā vai absolūtā (Kelvina). Celtniecības skalai ir divi nemainīgi punkti: ledus kušana, ko ņem par 0 ° C, un ūdens viršanas temperatūra normālā atmosfēras spiedienā (760 mm Hg), ko pieņem kā 100 ° C. Intervāls starp šiem punktiem ir sadalīts 100 daļās, no kurām katra ir vienāda ar 1 °C. Temperatūra virs 0 °C tiek norādīta ar plusa zīmi (parasti tekstā nav norādīta), zem 0 °C - ar mīnusa zīmi.

Pieņemtajā SI Kelvina skalā atskaites punkts ir absolūtās nulles temperatūra. Absolūto nulli raksturo pilnīga molekulu kustības pārtraukšana, un tā atbilst temperatūrai, kas ir zemāka par 0 ° C par 273,16 ° C (noapaļota par 273). Termodinamiskās temperatūras mērvienība ir kelvins (K).

Temperatūra grādu skalā tiek apzīmēta ar t, bet absolūtajā skalā ar T. Šīs temperatūras ir savstarpēji saistītas ar attiecību T \u003d t + 273.

Siltums(siltuma daudzums) - siltuma pārneses procesa raksturlielums, ko nosaka enerģijas daudzums, ko ķermenis saņem (izdala) siltuma pārneses procesā. SI siltumu mēra džoulos (J). Līdz šim tika izmantota ārpussistēmas vienība - kalorija, kas atbilst 4,187 J. Praksē ar dažiem pieņēmumiem siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai atmosfēras spiedienā uzsildītu 1 g ūdens par 1 ° C, tiek ņemta par kaloriju. .

Siltuma pārvēršana darbā un darba siltumā notiek tādā pašā stingri nemainīgā attiecībā, kas atbilst termiskajam ekvivalentam darbam A vai siltuma mehāniskajam ekvivalentam E = 1 / A. Šo ekvivalentu vērtības (noapaļotas): A \u003d 1/427 kcal / (kgf m); E= 427 kgf m/kcal.

Īpašs karstums- siltuma daudzums, kas jāpaziņo 1 kg vai 1 m3 vielas, lai paaugstinātu tās temperatūru par 1 ° C. Gāzēm un tvaikiem izšķir īpatnējo siltumietilpību nemainīgā spiedienā cv un īpatnējo siltuma jaudu pie nemainīga tilpuma su. Atkarībā no tā, kas tiek uzskatīts par vielas vienību, izšķir siltumietilpību: masa, kcal / (kg ° C); molārais, kcal/(kmol °C); tilpuma, kcal/(m3 °C). Ūdens īpatnējā masas siltumietilpība, ar pietiekamu precizitāti praktiskiem aprēķiniem, ir vienāda ar 1 kcal/(kg °C).

Pārkarsēta ūdens tvaiku īpatnējā siltumietilpība ir atkarīga no temperatūras un spiediena, kurā notiek karsēšana, un nekondensējamo gāzu maisījums turklāt ir atkarīgs no tā sastāva. Pie 100 °C tilpuma īpatnējā siltumietilpība ir, kcal/(m3 °C): ūdens tvaiki 0,36; gaiss 0,31; oglekļa dioksīds (oglekļa dioksīds) 0,41.

Siltuma daudzums Q, kas jāpaziņo ķermenim (piemēram, ūdens, kas uzsildīts katlā), lai paaugstinātu tā temperatūru no t 1 līdz t 2, ir vienāds ar ķermeņa masas reizinājumu m, viņa īpašs karstums c, starpība starp galīgo t 2 un sākotnējo t 1 ķermeņa temperatūru:

Q= mc(t 2 - t 1).

Entalpija- darba šķidruma (ūdens, gāzes vai: tvaika) stāvokļa parametrs, kas raksturo tā iekšējās enerģijas un spiediena potenciālās enerģijas (spiediena un tilpuma reizinājums) summu. Entalpijas izmaiņas nosaka darba šķidruma sākotnējais un beigu stāvoklis.

Vārīšanās temperatūra- temperatūra, kurā viela pāriet no šķidra stāvokļa uz tvaiku (gāzveida) ne tikai no virsmas (kā iztvaikošanas laikā), bet visā tilpumā.

Īpatnējais latentais iztvaikošanas siltums- siltums, kas nepieciešams, lai 1 kg šķidruma, kas iepriekš uzkarsēts līdz vārīšanās temperatūrai, pārvērstu sausā piesātinātā tvaikā.

Latentais kondensācijas siltums ir siltums, kas izdalās tvaika kondensācijas laikā. Tā vērtība ir vienāda ar latento iztvaikošanas siltumu.

Garums un attālums Masa Nefasētu produktu un pārtikas produktu tilpuma mērījumi Platība Tilpums un mērvienības receptes Temperatūra Spiediens, mehāniskais spriegums, Janga modulis Enerģija un darbs Jauda Spēks Laiks Lineārais ātrums Plakans leņķis Termiskā efektivitāte un degvielas efektivitāte Skaitļi Informācijas daudzuma mērvienības Valūtas kursi Izmēri sieviešu apģērbs un apavi Vīriešu apģērba un apavu izmēri Leņķiskais ātrums un rotācijas frekvence Paātrinājums Leņķiskais paātrinājums Blīvums Īpatnējais tilpums Inerces moments Spēka moments Griezes moments Īpatnējais sadegšanas siltums (pēc masas) Enerģijas blīvums un īpašs karstums kurināmā sadegšana (pēc tilpuma) Temperatūras starpība Termiskās izplešanās koeficients Siltumizturība Siltumvadītspēja Īpatnējā siltumietilpība Enerģijas iedarbība, jauda termiskais starojums Blīvums siltuma plūsma Siltuma pārneses koeficients Tilpuma plūsma Masas plūsma Molārā plūsma Masas plūsmas blīvums Molārā koncentrācija Masas koncentrācija šķīdumā Dinamiskā (absolūtā) viskozitāte Kinemātiskā viskozitāte Virsmas spraigums Tvaika caurlaidība Tvaika caurlaidība, tvaika pārneses ātrums Skaņas līmenis Mikrofona jutība Skaņas spiediena līmenis (SPL) Spilgtums Gaismas intensitāte Apgaismojums Frekvence un viļņa garums Dioptriju jauda un fokusa attālums Dioptriju jauda un lēcas palielinājums (×) Elektriskais lādiņš Lineārais lādiņa blīvums Virsmas lādiņa blīvums Tilpnes lādiņa blīvums Elektriskā strāva Lineārā strāvas blīvums Virsmas strāvas blīvums Elektriskā lauka stiprums Elektrostatiskais potenciāls un spriegums Elektriskā pretestība Pretestība elektriskā pretestība elektriskā vadītspēja elektrovadītspēja elektriskās kapacitātes induktivitāte Amerikas stieples mērītājs Līmeņi dBm (dBm vai dBmW), dBV (dBV), vatos un citās vienībās Magnetomotīves spēks Magnētiskā lauka stiprums Magnētiskā plūsma Magnētiskā indukcija Jonizējošā starojuma absorbētās dozas jauda Radioaktivitāte. Radioaktīvā sabrukšana Radiācija. Ekspozīcijas deva Radiācija. Absorbētā deva Decimālie prefiksi Datu komunikācija Tipogrāfija un attēlveidošana Kokmateriālu tilpuma vienības Molārās masas aprēķins Periodiskā sistēma ķīmiskie elementi D. I. Mendeļejevs

1 kilokalorija (IT) uz kg uz °C [kcal(M)/(kg °C)] = 1,00066921606327 kilokalorija (th) uz kg uz Kelvinu [kcal(T)/(kg K)]

Sākotnējā vērtība

Konvertētā vērtība

džouls uz kilogramu uz kelvindžouls uz kilogramu uz °C džouls uz gramu uz °C kilodžouls uz kilogramu uz kelvina kilodžouls uz kilogramu uz °C kaloriju (IT) uz gramu uz °C kaloriju (IT) uz gramu uz °F kaloriju (thr. ) uz gramu uz °C kilokaloriju (th.) uz kg uz °C kaloriju (th.) uz kg uz °C kilokaloriju (th.) uz kg uz kelvinu kilokaloriju (th.) uz kg uz kelvinu kilogramu uz kelvina mārciņu- spēka pēda uz mārciņu uz °Rankine BTU (th) uz mārciņu uz °F BTU (th) par mārciņu uz °F BTU (th) uz mārciņu uz °Rankine BTU (th) uz mārciņu uz °Rankine BTU (IT) uz mārciņu uz °C Celsija silts vienības par mārciņu uz °C

Vairāk par īpatnējo siltuma jaudu

Galvenā informācija

Molekulas pārvietojas siltuma ietekmē – šo kustību sauc molekulārā difūzija. Jo augstāka ir vielas temperatūra, jo ātrāk molekulas pārvietojas un notiek intensīvāka difūzija. Molekulu kustību ietekmē ne tikai temperatūra, bet arī spiediens, vielas viskozitāte un tās koncentrācija, difūzijas pretestība, attālums, ko molekulas veic kustības laikā, un to masa. Piemēram, ja salīdzina, kā difūzijas process notiek ūdenī un medū, kad visi pārējie mainīgie, izņemot viskozitāti, ir vienādi, tad redzams, ka ūdenī molekulas kustas un izkliedējas ātrāk nekā medū, jo medum ir augstāka viskozitāte.

Molekulām ir nepieciešama enerģija, lai tās kustētos, un, jo ātrāk tās pārvietojas, jo vairāk enerģijas tām ir nepieciešams. Siltums ir viens no izmantotajiem enerģijas veidiem šajā gadījumā. Tas ir, ja vielā tiek uzturēta noteikta temperatūra, tad molekulas pārvietosies, un, ja temperatūra tiek paaugstināta, kustība paātrināsies. Enerģiju siltuma veidā iegūst, sadedzinot kurināmo, piemēram, dabasgāzi, ogles vai malku. Ja vairākas vielas karsē, izmantojot vienādu enerģijas daudzumu, tad dažas vielas, iespējams, uzkarst ātrāk nekā citas intensīvākas difūzijas dēļ. Siltuma jauda un īpatnējā siltumietilpība raksturo tieši šīs vielu īpašības.

Īpašs karstums nosaka, cik daudz enerģijas (tas ir, siltuma) nepieciešams, lai noteiktas masas ķermeņa vai vielas temperatūru mainītu par noteiktu daudzumu. Šis īpašums atšķiras no siltuma jauda, kas nosaka enerģijas daudzumu, kas nepieciešams, lai mainītu visa ķermeņa vai vielas temperatūru līdz noteiktai temperatūrai. Siltuma jaudas aprēķinos, atšķirībā no īpatnējās siltumietilpības, masa netiek ņemta vērā. Siltuma jaudu un īpatnējo siltumietilpību aprēķina tikai vielām un ķermeņiem stabilā agregācijas stāvoklī, piemēram, cietām vielām. Šajā rakstā aplūkoti abi šie jēdzieni, jo tie ir savstarpēji saistīti.

Materiālu un vielu siltumietilpība un īpatnējā siltumietilpība

Metāli

Metāliem ir ļoti spēcīga molekulārā struktūra, jo attālums starp molekulām metālos un citos cietvielas daudz mazāk nekā šķidrumos un gāzēs. Sakarā ar to molekulas var pārvietoties tikai ļoti mazos attālumos, un attiecīgi, lai tās pārvietotos ar lielāku ātrumu, ir nepieciešams daudz mazāk enerģijas nekā šķidrumu un gāzu molekulām. Pateicoties šai īpašībai, to īpatnējā siltuma jauda ir zema. Tas nozīmē, ka ir ļoti viegli paaugstināt metāla temperatūru.

Ūdens

Savukārt ūdenim ir ļoti liela īpatnējā siltumietilpība, pat salīdzinot ar citiem šķidrumiem, tāpēc vienas ūdens masas vienības uzsildīšanai par vienu grādu nepieciešams daudz vairāk enerģijas, salīdzinot ar vielām, kuru īpatnējā siltumietilpība ir mazāka. Ūdenim ir augsta siltumietilpība, pateicoties spēcīgajām saitēm starp ūdeņraža atomiem ūdens molekulā.

Ūdens ir viena no galvenajām visu dzīvo organismu un augu sastāvdaļām uz Zemes, tāpēc tā īpatnējā siltumietilpība spēlē nozīmīgu lomu dzīvībai uz mūsu planētas. Pateicoties ūdens augstajai īpatnējai siltumietilpībai, šķidruma temperatūra augos un dobuma šķidruma temperatūra dzīvnieku ķermenī maz mainās pat ļoti aukstās vai ļoti karstās dienās.

Ūdens nodrošina sistēmu termiskā režīma uzturēšanai gan dzīvniekiem un augiem, gan uz Zemes virsmas kopumā. Milzīgu mūsu planētas daļu klāj ūdens, tāpēc tieši ūdenim ir liela nozīme laikapstākļu un klimata regulēšanā. Pat ar lielu siltuma daudzumu, kas rodas no saules starojuma ietekmes uz Zemes virsmu, ūdens temperatūra okeānos, jūrās un citās ūdenstilpēs pakāpeniski palielinās, kā arī apkārtējās vides temperatūra mainās lēnām. No otras puses, saules starojuma siltuma intensitātes ietekme uz temperatūru ir liela uz planētām, kur nav lielu ar ūdeni klātu virsmu, piemēram, uz Zemes, vai uz Zemes apgabaliem, kur ūdens ir maz. Tas ir īpaši pamanāms, aplūkojot atšķirību starp dienas un nakts temperatūru. Tā, piemēram, pie okeāna dienas un nakts temperatūras starpība ir neliela, bet tuksnesī milzīga.

Ūdens augstā siltumietilpība nozīmē arī to, ka ūdens ne tikai lēni uzsilst, bet arī lēni atdziest. Pateicoties šai īpašībai, ūdens bieži tiek izmantots kā aukstumaģents, tas ir, kā dzesēšanas šķidrums. Turklāt ūdens izmantošana ir izdevīga tā zemās cenas dēļ. Valstīs ar aukstu klimatu karsts ūdens cirkulē caurulēs apkurei. Sajaukumā ar etilēnglikolu to izmanto automašīnu radiatoros dzinēja dzesēšanai. Šādus šķidrumus sauc par antifrīziem. Etilēnglikola siltumietilpība ir zemāka par ūdens siltumietilpību, tāpēc arī šāda maisījuma siltumietilpība ir zemāka, kas nozīmē, ka arī dzesēšanas sistēmas ar antifrīzu efektivitāte ir zemāka nekā sistēmām ar ūdeni. Bet ar to ir jāsamierinās, jo etilēnglikols neļauj ūdenim ziemā sasalt un sabojāt automašīnas dzesēšanas sistēmas kanālus. Vairāk etilēnglikola tiek pievienots dzesēšanas šķidrumiem, kas paredzēti aukstākam klimatam.

Siltuma jauda ikdienas dzīvē

Ja citas lietas ir vienādas, materiālu siltumietilpība nosaka, cik ātri tie uzsilst. Jo lielāka siltuma jauda, ​​jo vairāk enerģijas ir nepieciešams šī materiāla sildīšanai. Tas ir, ja divus materiālus ar atšķirīgu siltuma jaudu silda ar vienādu siltuma daudzumu un vienādos apstākļos, tad viela ar mazāku siltumietilpību uzsilst ātrāk. Materiāli ar augstu siltumietilpību, gluži pretēji, uzsilst un atdod siltumu atpakaļ vidi lēnāk.

Virtuves piederumi un piederumi

Visbiežāk trauku un virtuves piederumu materiālus izvēlamies pēc to siltumietilpības. Tas galvenokārt attiecas uz priekšmetiem, kas ir tiešā saskarē ar karstumu, piemēram, katliem, šķīvjiem, cepamtraukiem un citiem līdzīgiem piederumiem. Piemēram, katliem un pannām labāk izmantot materiālus ar zemu siltumietilpību, piemēram, metālus. Tas palīdz siltumam vieglāk un ātrāk pāriet no sildītāja caur katlu uz ēdienu un paātrina gatavošanas procesu.

Savukārt, tā kā materiāli ar augstu siltumietilpību saglabā siltumu ilgu laiku, tos ir labi izmantot siltināšanai, tas ir, ja nepieciešams saglabāt izstrādājumu siltumu un novērst tā nokļūšanu vidē vai , otrādi, lai telpas siltums nesasildītu atdzesētos produktus. Visbiežāk šādus materiālus izmanto šķīvjiem un krūzēm, kurās tiek pasniegti karsti vai, gluži pretēji, ļoti auksti ēdieni un dzērieni. Tie palīdz ne tikai uzturēt produkta temperatūru, bet arī novērš cilvēku apdegumus. Labi šādu materiālu izmantošanas piemēri ir keramikas un putupolistirola virtuves piederumi.

Siltumu izolējoša pārtika

Atkarībā no vairākiem faktoriem, piemēram, ūdens un tauku satura produktos, to siltumietilpība un īpatnējā siltumietilpība var atšķirties. Ēdienu gatavošanā zināšanas par pārtikas produktu siltumietilpību ļauj izmantot dažus pārtikas produktus izolācijai. Ja jūs pārklājat citus ēdienus ar izolējošiem izstrādājumiem, tie palīdzēs šim ēdienam ilgāk saglabāt siltumu zem tiem. Ja traukiem zem šiem siltumizolējošajiem izstrādājumiem ir augsta siltumietilpība, tad tie tik un tā lēnām izdala siltumu vidē. Pēc tam, kad tie labi sasilst, tie vēl lēnāk zaudē siltumu un ūdeni, pateicoties izolācijas izstrādājumiem augšpusē. Tāpēc tie ilgāk paliek karsti.

Siltumizolācijas produkta piemērs ir siers, īpaši uz picas un citiem līdzīgiem ēdieniem. Kamēr tas izkūst, tas ļauj iziet cauri ūdens tvaikiem, kas ļauj ātri atdzist zem tā esošajam ēdienam, jo ​​tajā esošais ūdens iztvaiko un tādējādi atdzesē tajā esošo pārtiku. Kausētais siers pārklāj trauka virsmu un izolē ēdienu zem tā. Bieži zem siera atrodas pārtikas produkti ar augstu ūdens saturu, piemēram, mērces un dārzeņi. Sakarā ar to tiem ir augsta siltumietilpība un tie ilgstoši saglabā siltumu, jo īpaši tāpēc, ka tie atrodas zem kausēta siera, kas neizdala ūdens tvaikus uz āru. Tāpēc pica, kas izņemta no cepeškrāsns, ir tik karsta, ka ar mērci vai dārzeņiem var viegli apdedzināties pat tad, kad mīkla ap malām ir atdzisusi. Picas virsma zem siera ilgstoši neatdziest, kas dod iespēju picu nogādāt uz mājām labi izolētā termomaisā.

Dažās receptēs mērces tiek izmantotas tāpat kā sieram, lai izolētu ēdienu zem tā. Jo lielāks tauku saturs mērcē, jo labāk tā izolē produktus – īpaši labas šajā gadījumā ir mērces uz sviesta vai krējuma bāzes. Tas atkal ir saistīts ar to, ka tauki novērš ūdens iztvaikošanu un līdz ar to iztvaikošanai nepieciešamā siltuma noņemšanu.

Ēdienu gatavošanā siltumizolācijai dažkārt izmanto arī pārtikai nederīgus materiālus. Pavāri Centrālamerikā, Filipīnās, Indijā, Taizemē, Vjetnamā un daudzās citās valstīs šim nolūkam bieži izmanto banānu lapas. Tos var ne tikai vākt dārzā, bet arī iegādāties veikalā vai tirgū – tos šim nolūkam pat ieved valstīs, kur banānus neaudzē. Dažreiz izolācijas nolūkos izmanto alumīnija foliju. Tas ne tikai novērš ūdens iztvaikošanu, bet arī palīdz saglabāt siltumu iekšpusē, novēršot siltuma pārnesi starojuma veidā. Ja putna spārnus un citas izvirzītās daļas cepšanas laikā ietin folijā, folija pasargās tos no pārkaršanas un piedegšanas.

Ēdienu gatavošana

Pārtikai ar augstu tauku saturu, piemēram, sieram, ir zema siltumietilpība. Tie uzsilst vairāk ar mazāku enerģiju nekā produkti ar lielu siltumietilpību un sasniedz pietiekami augstu temperatūru, lai notiktu Maillard reakcija. Maillard reakcija ir ķīmiska reakcija, kas notiek starp cukuriem un aminoskābēm un maina pārtikas garšu un izskatu. Šī reakcija ir svarīga dažās gatavošanas metodēs, piemēram, maizes cepšanā un konditorejas izstrādājumi no miltiem, cepšanas produktiem cepeškrāsnī, kā arī cepšanai. Lai paaugstinātu ēdiena temperatūru līdz temperatūrai, kurā notiek šī reakcija, ēdiena gatavošanā tiek izmantoti pārtikas produkti ar augstu tauku saturu.

Cukurs ēdiena gatavošanā

Cukura īpatnējā siltumietilpība ir pat zemāka nekā taukiem. Tā kā cukurs ātri uzsilst līdz temperatūrai, kas augstāka par ūdens viršanas temperatūru, strādājot ar to virtuvē, ir jāievēro drošības pasākumi, īpaši, gatavojot karameli vai saldumus. Cukura kausēšanas laikā jābūt īpaši uzmanīgam, lai tas netiktu izšļakstīts uz kailas ādas, jo cukura temperatūra sasniedz 175°C (350°F) un kausētā cukura radītais apdegums būs ļoti nopietns. Dažos gadījumos ir jāpārbauda cukura konsistence, taču to nekādā gadījumā nedrīkst darīt ar kailām rokām, ja cukurs tiek uzkarsēts. Bieži vien cilvēki aizmirst, cik ātri un cik daudz cukura var uzkarst, tāpēc viņi apdegās. Atkarībā no tā, kam paredzēts kausētais cukurs, tā konsistenci un temperatūru var pārbaudīt, izmantojot aukstu ūdeni, kā aprakstīts tālāk.

Cukura un cukura sīrupa īpašības mainās atkarībā no temperatūras, kādā tas tiek pagatavots. Karsts cukura sīrups tas var būt plāns, piemēram, plānākais medus, biezs vai kaut kur starp plānu un biezu. Saldumu, karameļu un saldo mērču receptēs parasti ir norādīta ne tikai temperatūra, līdz kurai cukurs vai sīrups jāuzsilda, bet arī cukura cietības pakāpe, piemēram, "mīkstās bumbas" vai "cietās bumbas" stadija. Katra posma nosaukums atbilst cukura konsistencei. Lai noteiktu konsistenci, konditors iepilina dažus pilienus sīrupa ledus ūdens tos atdzesējot. Pēc tam konsistenci pārbauda ar tausti. Tā, piemēram, ja atdzesētais sīrups sabiezē, bet nesacietē, bet paliek mīksts un no tā var izveidot bumbiņu, tad tiek uzskatīts, ka sīrups ir “mīkstās bumbas” stadijā. Ja sasaldētā sīrupa forma ir ļoti sarežģīta, bet to var mainīt ar rokām, tad tas ir “cietās bumbas” stadijā. Konditori bieži izmanto pārtikas termometru un arī pārbauda cukura konsistenci ar roku.

pārtikas nekaitīgums

Zinot pārtikas produktu siltumietilpību, var noteikt, cik ilgi tie jāatdzesē vai jāuzsilda, lai sasniegtu temperatūru, pie kuras tie nebojātos un pie kuras organismam kaitīgās baktērijas iet bojā. Piemēram, lai sasniegtu noteiktu temperatūru, pārtikas produkti ar lielāku siltumietilpību atdzesē vai uzkarsē ilgāk nekā pārtikas produkti ar zemu siltumietilpību. Tas ir, ēdiena gatavošanas ilgums ir atkarīgs no tā, kādi produkti tajā ir iekļauti, kā arī no tā, cik ātri no tā iztvaiko ūdens. Iztvaikošana ir svarīga, jo prasa daudz enerģijas. Bieži vien ēdiena termometru izmanto, lai pārbaudītu trauka vai tajā esošā ēdiena temperatūru. Īpaši ērti to lietot zivju, gaļas un putnu gaļas gatavošanas laikā.

mikroviļņu krāsnis

Tas, cik efektīvi tiek uzsildīts ēdiens mikroviļņu krāsnī, cita starpā ir atkarīgs no ēdiena īpašā siltuma. Mikroviļņu krāsns magnetrona radītais mikroviļņu starojums liek ūdens, tauku un dažu citu vielu molekulām ātrāk kustēties, izraisot ēdiena sasilšanu. Tauku molekulas ir viegli kustināmas to zemās siltumietilpības dēļ, un tāpēc trekna pārtika tiek uzsildīta vairāk augsta temperatūra nekā pārtika, kas satur daudz ūdens. Sasniegtā temperatūra var būt tik augsta, ka tā ir pietiekama Maillard reakcijai. Produkti ar augstu ūdens saturu nesasniedz šādu temperatūru ūdens augstās siltumietilpības dēļ, un tāpēc tajos nenotiek Maillard reakcija.

Mikroviļņu tauku sasniegtā augstā temperatūra var izraisīt dažu pārtikas produktu, piemēram, bekona, apbrūnināšanu, taču šī temperatūra var būt bīstama, lietojot mikroviļņu krāsnis, it īpaši, ja neievērojat cepeškrāsns lietošanas instrukcijas, kā aprakstīts lietošanas pamācībā. Piemēram, cepeškrāsnī uzsildot vai gatavojot treknus ēdienus, nevajadzētu izmantot plastmasas traukus, jo pat mikroviļņu trauki nav paredzēti temperatūrai, kādu sasniedz tauki. Tāpat neaizmirstiet, ka trekni ēdieni ir ļoti karsti, un ēdiet tos uzmanīgi, lai neapdedzinātu sevi.

Ikdienā izmantojamo materiālu īpatnējā siltumietilpība

Vai jums ir grūti pārtulkot mērvienības no vienas valodas uz citu? Kolēģi ir gatavi jums palīdzēt. Publicējiet jautājumu TCTerms un dažu minūšu laikā saņemsi atbildi.