K kategorisi: Su temini ve ısıtma

Isı transfer akışkanları ve özellikleri

Isıtma sistemlerinde kullanılan ısı taşıyıcılar - su, buhar ve hava, özelliklerinde farklıdır ve şu şekilde karakterize edilir: özısı, özgül ağırlık ve sıhhi ve hijyenik özellikler.

Bir maddenin gram cinsinden 1 cm3 ağırlığına o maddenin özgül ağırlığı denir. Soğutma sıvısının özgül ısı kapasitesi ve özgül ağırlığı ne kadar büyük olursa, soğutma sıvısını ısıtmak için o kadar fazla ısı harcanması gerekir ve soğutma sırasında odaya o kadar fazla ısı verir.

Suyun özgül ısı kapasitesi 1 kcal/kg-deg'dir. Böylece, örneğin bir kazanda 95 ° C'ye ısıtılan ve bir ısıtıcıda 70 ° C'ye, yani 25 ° C'ye soğutulan her bir kilogram su, ısıtılan odaya 25 kcal ısı verecektir. 80 °C'lik sistemdeki ortalama sıcaklıktaki suyun hacimsel ağırlığı 972 kg/m3 olduğundan, merkezi ısıtma sistemlerinde 1 m3 su 24.300 kcal/m3 ısı (25X972) verebilir.

Isı taşıyıcı olarak buhar kullanıldığında, 0,2 kgf/cm2 buhar basıncında 1 kg buhar başına yaklaşık 540 kcal olan gizli buharlaşma ısısı kullanılır.

Gizli buharlaşma ısısı, 1 kg suyu buhara dönüştürmek için gereken ısıdır. Isıtma cihazlarında soğutulduğunda buhar yoğunlaşır ve suyun buharlaşması için harcanan ısıyı odaya verir.

Düşük basınçlı buharın özgül hacmi 1,73 m3/kg olarak alınabilir, bu nedenle ısıtma sistemindeki her bir metreküp buhar 312 kcal/m3 ısı verir (540:1.73).

İkinci önemli özellik Aşırı basınca sahip olan buhar, onun genişleme ve basıncını atmosfer basıncına düşürme isteğidir. Bu özelliğinden dolayı ısıtma teknolojisinde buhar kullanılmaktadır.

Sıhhi ve hijyenik açıdan, buhar sudan daha az arzu edilen bir ısı taşıyıcıdır, çünkü yaklaşık 100 ° C sıcaklığa sahip ısıtma cihazlarının yüzeyine yerleşen toz, kuru süblimasyon ürünleri ile havayı yakar, bozar ve kirletir. Isıtma cihazlarından su geçerse, toz neredeyse yanmaz ve hava kirlenmez.

Hava ısıtma sistemlerinde, ısı taşıyıcı görevi gören hava, 45-70 °C sıcaklıkta odalara verilir.

1 m3 havanın hacimsel ısı kapasitesi 0,31 kcal!M dereceye eşit ve hava-soğutucunun soğutulması gereken odanın sıcaklığı 18 °C'ye eşit alındığında, sıcaklığı 45 olan 1 m3 havayı elde ederiz. °C 8.3 kcal/m3 ısı verir. Bu, soğutucu olarak havanın en düşük özgül ısı kapasitesine sahip olduğunu gösterir.

Bir ısı taşıyıcı olarak havanın avantajı, yüksek hareketliliğinde yatmaktadır. Isıtıldığında, daha düşük bir özgül ağırlık kazanır ve genişleyerek kanalları kolayca yukarı doğru hareket ettirir. Isısının bir kısmını odaya verip soğuduktan sonra ağırlaşır ve dönüş kanallarından aşağı doğru akar.

Isıtma ortamı su veya hava ise, sıcaklık dış ortam sıcaklığına göre ayarlanabilir. Buhar, cihazların ısı transferini sadece karmaşık vakum sistemlerinde atmosferik altındaki basınçlarda düzenlemeyi mümkün kılar.

Düşük basınçlı sistemlerde buhar sıcaklığı hemen hemen değişmez ve her zaman 100 °C'nin üzerindedir.

Belirtilen eksikliklerle bağlantılı olarak, buhar yalnızca endüstriyel ve belediye binalarını ısıtmak için bir ısı taşıyıcı olarak kullanılabilir.

Isı taşıyıcılar karşılaştırıldığında, termal, sıhhi ve hijyenik ve diğer özellikleri açısından en iyisinin su olduğu not edilebilir.

Isı transfer akışkanları ve özellikleri

SU ALTINDA MEKANİK BASINÇ << ---
--->> SUDA GÖRÜNÜRLÜK

Su, havanın termofiziksel özelliklerinden önemli ölçüde farklı olan özel termofiziksel özelliklere sahiptir. Örneğin, suyun ısıl iletkenliği 25 kat, ısı kapasitesi 4 kat daha fazladır. + 15 *C sıcaklıkta suyun özgül ısı kapasitesi C = 1 kcal/kg deg. Suyun ısı kapasitesi, 0'dan +40 ° C'ye bir sıcaklık artışıyla 1.0074'ten 0.9980'e yavaş ve hafifçe düşer ve diğer tüm maddeler için, artan sıcaklıkla ısı kapasitesi artar. Ayrıca artan basınçla (artan derinlikle) hafifçe azalır. Su, aynı anda nispeten az ısınarak büyük miktarda ısıyı emebilir. Güneş enerjisinin yaklaşık %30'u atmosfer tarafından yansıtılır ve uzaya gider, yaklaşık %45'i atmosfer tarafından emilir ve güneş enerjisinin sadece yaklaşık %25'i okyanus yüzeyine ulaşır. Bir kısmı (%810) yansıtılır ve geri kalanı emilir. Absorbe edilen tüm güneş ısısı enerjisinin %94'ü 1 cm kalınlığındaki su yüzey tabakası tarafından emilir. Doğal konveksiyon(ortamın sıcaklık ve yoğunluk bakımından homojen olmamasıyla ilişkili) ve zorlanmış konveksiyon (akımlar, rüzgar dalgaları ve gelgitlerle karışma). Absorpsiyon ve taşınım sonucunda güneş enerjisinin %60'ı suyun üst metre tabakasında ve %80'den fazlası 10 metrelik tabakada kalır. 100 m derinlikte, yoğun karıştırma olmadığında, genellikle güneş enerjisinin % 0,5-1'inden fazlası nüfuz etmez.

Rezervuarların üst katmanlarındaki su sıcaklığı iklim koşullarına bağlıdır ve -2 ila +30 °C arasında değişebilir. Okyanusun yüzey sularının sadece %8'i +10 °C'den daha sıcaktır ve suların yarısından fazlası 2,3 °C'den daha soğuktur. Deniz suyu%35 tuzluluk oranı ile -1.9 °C sıcaklıkta donar. Su sıcaklığındaki günlük değişiklikler, bulutluluğun doğasına bağlıdır ve genellikle 0,5-2,0 °C aralığındadır. Temel olarak, bu değişiklikler sadece ince bir su yüzey tabakası ile ilgilidir ve zaten 10-20 m derinliklerde, günlük sıcaklık dalgalanmaları neredeyse sıfırdır. Maksimum sıcaklık öğleden sonra 3 civarında gözlemlenir, minimum saat 4 ila 7 arasındadır.Okyanustaki yıllık sıcaklık dalgalanmaları karadaki kadar büyük değildir. Karada 150 ° C'ye ulaşırlarsa, okyanusta nadiren 38 ° C'yi geçerler. En keskin yıllık sıcaklık farkı, ağustos ve şubat ayları arasında 10 °C'yi geçebileceği orta enlemlerde ifade edilir. Üzerinde büyük derinlikler orta ve kuzey enlemlerinde, suyun tuzluluğuna bağlı olarak sıcaklık sürekli olarak +2 ila +4 °С arasında tutulur.

Suyun serinletici etkisi, kişinin su ortamında kalmasını sınırlayan en önemli faktörlerden biridir. Dalış işinin verimliliğini önemli ölçüde azaltır ve aynı zamanda bir gemi kazası sonucu kendilerini suda bulan insanların ana ölüm nedenidir. Sudaki çıplak bir kişinin vücudunun termal dengesi şu şekilde sağlanabilir: kararlı seviye sadece su ve vücut sıcaklıklarının eşit olması şartıyla, ki bu orta enlemlerde imkansızdır. Sudaki büyük ısı kayıpları, yüksek termal iletkenliği ve ısı kapasitesi ile açıklanmaktadır. Çıplak veya az giyinmiş bir kişi soğuk suya daldırıldığında, belirli bir dizi semptom ortaya çıkar. Başlangıçta, soğuk su cilt sıcaklığında bir azalmaya neden olur ve bu da vücut yüzeyinin vazokonstriksiyonuna yol açar. Bu da alttaki dokulardan ısı akışı durduğundan cilt sıcaklığındaki düşüşü hızlandırır. Soğuk kaynaklı vazokonstriksiyon, vücudun yüzey dokularında belirgin bir termal direnç veya termal yalıtım sağlar. Bu direnç derideki kan akış hızına bağlıdır. Bu reaksiyonların birbirini takip eden seyri, cilt ısısı düştüğünde sona erer. sıcaklığa eşit su. Isıtılmış derin dokulardan gelen ısı, doğrudan iletim yoluyla yüzeye akmaya devam eder. Bir kişi su geçirmez giysi olmadan su altındayken, ana ısı transferi yöntemi ısı iletimidir ve suyun hareketliliği ve dalgıcın hareketi önemli bir ısı kaybına katkıda bulunur. Bir kişi vücuduyla giderek daha fazla su katmanını ısıtır, bu da havadan daha hızlı bir ısı kaybına yol açar. Soğuk suda bir kişide ısı üretimi üzerinde önemli miktarda ısı kaybı olduğunda, vücut ısısı hızla düşer ve fonksiyonelden patolojik olana geçen hipotermi semptomları gelişir.

Su geçirmez ve ısıdan koruyucu dalgıç giysileri kullanıldığında, vücut ısısı kaybı esas olarak doğrudan temasta olduğu gibi iletimle değil, esas olarak 4 kat daha yüksek olan uzay giysisinin soğutma iç yüzeyine ısı radyasyonu (negatif termal radyasyon) ile gerçekleşir. iletim yoluyla ısı transferinden daha fazladır.

Dalgıçlar arasında ısı kaybını azaltmak açısından, havalandırmalı ekipman tercih edilmelidir. İyi bir ısı yalıtkanı olan giysinin hava yastığı, ısı transferini azaltır ve aynı su sıcaklığında vücut ısısını, içinde sadece hafif bir hava boşluğu bulunan bir dalgıç giysisi veya dalgıç giysisine göre daha yüksek bir seviyede tutar. Wetsuit'te (wetsuit) baş ve boyun bölgesi soğutulur ve aparatta nefes alırken solunum yolundan ısı kaybı artar. Bacakların distal kısımları dalgıçlarda özellikle soğuğa karşı hassastır. Bir dalgıcın su altında normal dik pozisyonunda, büyük ölçüde suyun sıkılmasından kaynaklanan donma ayak parmaklarında başlar. alt ekstremiteler. Daha sonra dalgıçlar genellikle ellerin, sırtın ve alt sırtın donmasından şikayet ederler. Yüz, göğüs, karın ve avuç içi soğuğa daha az duyarlıdır.

Sıcaklık- vücudun termal durumunun veya ısınma derecesinin bir ölçüsü. Vücudun termal durumu, moleküllerinin hareket hızı veya vücudun ortalama iç kinetik enerjisi ile karakterize edilir. Vücut ısısı ne kadar yüksek olursa, moleküller o kadar hızlı hareket eder. Bir cismin sıcaklığı, cismin ısı almasına veya vermesine bağlı olarak artar veya azalır. Aynı sıcaklığa sahip cisimler ısıl dengededir, yani aralarında ısı alışverişi yoktur.

Sıcaklık birimi derecedir. Sıcaklığı ölçmek için iki ölçek kullanılır: santigrat ve termodinamik veya mutlak (Kelvin). Santigrat ölçeğinin iki sabit noktası vardır: 0 °C olarak alınan buzun erimesi ve 100 °C olarak alınan normal atmosfer basıncında (760 mm Hg) suyun kaynama noktası. Bu noktalar arasındaki aralık, her biri 1 °C'ye eşit olan 100 parçaya bölünmüştür. 0 °C'nin üzerindeki sıcaklıklar artı işaretiyle (genellikle metinde gösterilmez), 0 °C'nin altı eksi işaretiyle gösterilir.

Kabul edilen SI Kelvin ölçeğinde referans noktası mutlak sıfırın sıcaklığıdır. Mutlak sıfır, moleküllerin hareketinin tamamen durması ile karakterize edilir ve 0 °C'nin altında 273,16 °C (273 yuvarlatılmış) olan bir sıcaklığa karşılık gelir. Termodinamik sıcaklığın birimi kelvindir (K).

Santigrat ölçeğindeki sıcaklık t ile ve mutlak ölçekte T ile gösterilir. Bu sıcaklıklar T \u003d t + 273 ilişkisi ile birbirine bağlanır.

Sıcaklık(ısı miktarı) - ısı transferi sürecinde vücudun aldığı (verdiği) enerji miktarı ile belirlenen ısı transfer sürecinin bir özelliği. SI'da ısı joule (J) cinsinden ölçülür. Şimdiye kadar, sistem dışı bir birim kullanılıyor - 4.187 J'ye karşılık gelen bir kalori. Pratikte, bazı varsayımlarla, 1 g suyu atmosfer basıncında 1 ° C'ye ısıtmak için gereken ısı miktarı kalori olarak alınır. .

Isının işe ve işin ısıya dönüşümü, termal eşdeğer, iş A veya ısının mekanik eşdeğeri E \u003d 1 / A'ya karşılık gelen aynı kesinlikle sabit oranda gerçekleşir. Bu eşdeğerlerin değerleri (yuvarlak): A \u003d 1/427 kcal / (kgf m); E= 427 kgf m/kcal.

Özısı- Sıcaklığını 1 °C artırmak için 1 kg veya 1 m3 bir maddenin bildirilmesi gereken ısı miktarı. Gazlar ve buharlar için, sabit basınç cv'de özgül ısı kapasitesi ile sabit hacim su'da özgül ısı kapasitesi arasında bir ayrım yapılır. Bir maddenin birimi olarak neyin alındığına bağlı olarak, ısı kapasitesi ayırt edilir: kütle, kcal / (kg ° C); molar, kcal/(kmol °C); hacimsel, kcal/(m3 °C). Pratik hesaplamalar için yeterli doğrulukla suyun özgül kütle ısı kapasitesi 1 kcal/(kg °C) olarak alınır.

Aşırı ısıtılmış su buharının özgül ısı kapasitesi, ısıtmanın meydana geldiği sıcaklık ve basınca bağlıdır ve ayrıca yoğuşamayan gazların karışımı da bileşimine bağlıdır. 100 °C'de hacimsel özgül ısı kapasitesi, kcal/(m3 °C): su buharı 0,36; hava 0.31; karbondioksit (karbon dioksit) 0.41.

Sıcaklığını t 1'den t 2'ye çıkarmak için vücuda (örneğin, bir kazanda ısıtılan su) bildirilmesi gereken ısı Q miktarı, vücut kütlesinin ürününe eşittir. m, onun özısı c, son t 2 ve ilk t 1 vücut sıcaklığı arasındaki fark:

S= mc(t 2 - t 1).

entalpi- iç enerjisinin ve potansiyel basınç enerjisinin (basınç ve hacim ürünü) toplamını karakterize eden çalışma sıvısının (su, gaz veya: buhar) durumunun parametresi. Entalpideki değişim, çalışma sıvısının ilk ve son durumu tarafından belirlenir.

kaynama sıcaklığı- bir maddenin sadece yüzeyden (buharlaşma sırasında olduğu gibi) değil, hacim boyunca sıvı halden buhar (gaz) hale geçtiği sıcaklık.

Özgül buharlaşma gizli ısısı- kaynama noktasına kadar önceden ısıtılmış 1 kg sıvıyı kuru doymuş buhara dönüştürmek için gereken ısı.

Gizli yoğunlaşma ısısı buharın yoğunlaşması sırasında açığa çıkan ısıdır. Buharlaşma gizli ısısına değer olarak eşittir.

Uzunluk ve mesafe Kütle Dökme ürünlerin ve gıda maddelerinin hacim ölçüleri Alan Hacim ve ölçü birimleri yemek tarifleri Sıcaklık Basınç, mekanik stres, Young modülü Enerji ve iş Güç Kuvvet Zaman Doğrusal hız Düz açı Termal verim ve yakıt verimliliği Sayılar Bilgi miktarının ölçü birimleri Değişim oranları Boyutlar Bayan giyimi ve ayakkabı Erkek giyim ve ayakkabı boyutları Açısal hız ve dönüş frekansı İvme Açısal ivme Yoğunluk Özgül hacim Atalet momenti Kuvvet momenti Tork Özgül yanma ısısı (kütlece) Enerji yoğunluğu ve özısı yakıt yanması (hacimce) Sıcaklık farkı Termal genleşme katsayısı Termal direnç Termal iletkenlik Özgül ısı kapasitesi Enerji maruziyeti, güç termal radyasyon Yoğunluk ısı akışı Isı transfer katsayısı Hacimsel akış Kütlesel akış Molar akış Kütlesel akış yoğunluğu Molar konsantrasyon Çözeltideki kütle konsantrasyonu Dinamik (mutlak) viskozite Kinematik viskozite Yüzey gerilimi Buhar geçirgenliği Buhar geçirgenliği, buhar aktarım hızı Ses seviyesi Mikrofon hassasiyeti Ses basıncı seviyesi (SPL) Parlaklık Işık şiddeti Aydınlık Frekans ve dalga boyu Dioptri gücü ve odak uzaklığı Diyoptri gücü ve lens büyütmesi (×) Elektrik yükü Lineer yük yoğunluğu Yüzey yükü yoğunluğu Toplu yük yoğunluğu Elektrik akımı Lineer akım yoğunluğu Yüzey akımı yoğunluğu Elektrik alan kuvveti Elektrostatik potansiyel ve voltaj Elektrik direnci Direnç elektrik direnci elektriksel iletkenlik elektriksel iletkenlik elektrik kapasitans endüktansı Amerikan tel göstergesi dBm (dBm veya dBmW), dBV (dBV), watt ve diğer birimlerdeki seviyeler Manyetomotor kuvvet Manyetik alan gücü Manyetik akı Manyetik indüksiyon İyonlaştırıcı radyasyonun emilen doz hızı Radyoaktivite. Radyoaktif bozunma Radyasyon. Maruz kalma dozu Radyasyon. Absorbe edilen doz Ondalık ön ekler Veri iletişimi Tipografi ve görüntüleme Kereste hacim birimleri Molar kütlenin hesaplanması Periyodik sistem kimyasal elementler D. I. Mendeleev

1 kilokalori (IT) kg başına °C [kcal(M)/(kg °C)] = 1.00066921606327 kilokalori (th) kg başına Kelvin [kcal(T)/(kg K)]

Başlangıç ​​değeri

Dönüştürülen değer

joule / kilogram / kelvin / joule / kilogram / °C / joule / gram / kilogram başına kilojoule / kilogram / kelvin kilojoule / kilogram / °C kalori (IT) / gram / °C kalori (IT) / gram / °F kalori ( thr. ) gram başına °C kilokalori (th.) başına kg başına °C kalori (th.) kg başına °C kilokalori (th.) kg başına kelvin kilokalori (th.) başına kg başına kelvin kilogram başına kelvin pound- kuvvet ayak her °F'de pound başına Rankine BTU (th) pound başına °F başına BTU (th) pound başına °F başına BTU (th) pound başına °Rankine BTU (th) pound başına pound başına Rankine BTU (IT) pound başına pound başına °C santigrat sıcak birimler pound başına °C

Özgül ısı kapasitesi hakkında daha fazla bilgi

Genel bilgi

Moleküller ısının etkisi altında hareket eder - bu harekete denir moleküler difüzyon. Bir maddenin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, moleküller o kadar hızlı hareket eder ve daha yoğun difüzyon meydana gelir. Moleküllerin hareketi sadece sıcaklıktan değil, aynı zamanda basınçtan, bir maddenin viskozitesinden ve konsantrasyonundan, difüzyon direncinden, moleküllerin hareketleri sırasında kat ettikleri mesafe ve kütlelerinden de etkilenir. Örneğin, viskozite hariç diğer tüm değişkenler eşit olduğunda suda ve balda difüzyon işleminin nasıl gerçekleştiğini karşılaştırırsak, sudaki moleküllerin baldan daha hızlı hareket ettiği ve dağıldığı açıktır, çünkü balın bir daha yüksek viskozite.

Moleküller hareket etmek için enerjiye ihtiyaç duyarlar ve ne kadar hızlı hareket ederlerse o kadar fazla enerjiye ihtiyaç duyarlar. Isı, bu durumda kullanılan enerji türlerinden biridir. Yani, bir maddede belirli bir sıcaklık korunursa, moleküller hareket eder ve sıcaklık artarsa ​​hareket hızlanır. Doğal gaz, kömür veya odun gibi yakıtların yakılmasıyla ısı şeklinde enerji elde edilir. Birkaç madde aynı miktarda enerji kullanılarak ısıtılırsa, bazı maddelerin daha yoğun difüzyon nedeniyle diğerlerinden daha hızlı ısınması muhtemeldir. Isı kapasitesi ve özgül ısı kapasitesi, maddelerin sadece bu özelliklerini tanımlar.

Özısı belirli bir kütleye sahip bir cismin veya maddenin sıcaklığını belirli bir miktarda değiştirmek için ne kadar enerji (yani ısı) gerektiğini belirler. Bu özellik diğerlerinden farklı ısı kapasitesi Tüm bir vücudun veya maddenin sıcaklığını belirli bir sıcaklığa değiştirmek için gereken enerji miktarını belirleyen . Isı kapasitesi hesaplamaları, özgül ısı kapasitesinden farklı olarak kütleyi hesaba katmaz. Isı kapasitesi ve özgül ısı kapasitesi, yalnızca katılar gibi kararlı bir kümelenme durumundaki maddeler ve cisimler için hesaplanır. Bu makale, birbiriyle ilişkili oldukları için bu kavramların her ikisini de tartışmaktadır.

Malzemelerin ve maddelerin ısı kapasitesi ve özgül ısı kapasitesi

metaller

Metaller ve diğerleri arasında moleküller arasındaki mesafe olduğundan, metaller çok güçlü bir moleküler yapıya sahiptir. katılar sıvılarda ve gazlarda olduğundan çok daha azdır. Bu nedenle, moleküller yalnızca çok küçük mesafelerde hareket edebilir ve buna göre, daha yüksek bir hızda hareket etmelerini sağlamak için sıvı ve gaz moleküllerinden çok daha az enerji gerekir. Bu özelliğinden dolayı özgül ısı kapasiteleri düşüktür. Bu, metalin sıcaklığını yükseltmenin çok kolay olduğu anlamına gelir.

su

Öte yandan, suyun diğer sıvılarla karşılaştırıldığında bile çok yüksek bir özgül ısı kapasitesi vardır, bu nedenle özgül ısı kapasitesi daha düşük olan maddelere kıyasla bir birim kütle suyu bir derece ısıtmak için çok daha fazla enerji gerektirir. Su molekülündeki hidrojen atomları arasındaki güçlü bağlar nedeniyle su yüksek bir ısı kapasitesine sahiptir.

Su, dünyadaki tüm canlı organizmaların ve bitkilerin ana bileşenlerinden biridir, bu nedenle özgül ısı kapasitesi gezegenimizdeki yaşam için önemli bir rol oynar. Suyun özgül ısı kapasitesinin yüksek olması nedeniyle bitkilerdeki sıvının sıcaklığı ve hayvanların vücudundaki boşluklu sıvının sıcaklığı çok soğuk veya çok sıcak günlerde bile çok az değişir.

Su, hem hayvanlarda hem de bitkilerde ve bir bütün olarak Dünya yüzeyinde termal rejimi korumak için bir sistem sağlar. Gezegenimizin büyük bir kısmı suyla kaplıdır, bu nedenle hava ve iklimin düzenlenmesinde büyük rol oynayan sudur. Güneş radyasyonunun Dünya yüzeyindeki etkisinden büyük miktarda ısı gelse bile, okyanuslardaki, denizlerdeki ve diğer su kütlelerindeki suyun sıcaklığı kademeli olarak artar ve ortam sıcaklığı da yavaş yavaş değişir. Öte yandan, Dünya gibi suyla kaplı geniş yüzeylerin bulunmadığı gezegenlerde veya Dünya'nın suyun kıt olduğu bölgelerinde güneş radyasyonundan gelen ısı yoğunluğunun sıcaklığa etkisi büyüktür. Bu, özellikle gündüz ve gece sıcaklıkları arasındaki farka bakıldığında fark edilir. Örneğin, okyanus yakınında, gündüz ve gece sıcaklıkları arasındaki fark küçüktür, ancak çölde çok büyüktür.

Suyun yüksek ısı kapasitesi aynı zamanda suyun sadece yavaş ısınması değil, aynı zamanda yavaş soğuması anlamına da gelir. Bu özelliğinden dolayı su genellikle soğutucu olarak yani soğutucu olarak kullanılır. Ayrıca su kullanımı fiyatının düşük olması nedeniyle faydalıdır. Soğuk iklime sahip ülkelerde sıcak su Isıtma için borularda dolaşır. Etilen glikol ile karıştırılarak araba radyatörlerinde motoru soğutmak için kullanılır. Bu tür sıvılara antifriz denir. Etilen glikolün ısı kapasitesi suyun ısı kapasitesinden daha düşüktür, bu nedenle böyle bir karışımın ısı kapasitesi de daha düşüktür, bu da antifrizli bir soğutma sisteminin veriminin su içeren sistemlerden daha düşük olduğu anlamına gelir. Ancak etilen glikol kışın suyun donmasına ve otomobilin soğutma sisteminin kanallarına zarar vermesine izin vermediği için buna katlanmak gerekiyor. Daha soğuk iklimler için tasarlanmış soğutuculara daha fazla etilen glikol eklenir.

Günlük yaşamda ısı kapasitesi

Diğer şeyler eşit olduğunda, malzemelerin ısı kapasitesi, ne kadar hızlı ısındıklarını belirler. Isı kapasitesi ne kadar yüksek olursa, bu malzemeyi ısıtmak için o kadar fazla enerji gerekir. Yani farklı ısı kapasitesine sahip iki malzeme aynı miktarda ve aynı koşullar altında ısıtılırsa, ısı kapasitesi daha düşük olan bir madde daha hızlı ısınır. Isı kapasitesi yüksek olan malzemeler ise tam tersine ısınır ve ısısını geri verir. çevre Yavaş.

Mutfak eşyaları ve mutfak eşyaları

Çoğu zaman, ısı kapasitelerine göre bulaşık ve mutfak eşyaları için malzeme seçiyoruz. Bu esas olarak tencere, tabak, fırın kapları ve diğer benzer mutfak eşyaları gibi ısıyla doğrudan temas halinde olan öğeler için geçerlidir. Örneğin, tencere ve tavalar için metaller gibi düşük ısı kapasitesine sahip malzemeleri kullanmak daha iyidir. Bu, ısının ısıtıcıdan tencere yoluyla yiyeceğe daha kolay ve hızlı bir şekilde aktarılmasına yardımcı olur ve pişirme işlemini hızlandırır.

Öte yandan ısı kapasitesi yüksek malzemeler ısıyı uzun süre muhafaza ettiğinden yalıtım amaçlı yani ürünlerin ısısını muhafaza etmek ve çevreye kaçmasını önlemek gerektiğinde veya , tersine, odanın ısısının soğutulmuş ürünleri ısıtmasını önlemek için. Çoğu zaman, bu tür malzemeler, sıcak veya tersine çok soğuk yiyecek ve içeceklerin servis edildiği tabak ve bardaklar için kullanılır. Sadece ürünün sıcaklığını korumaya yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda insanların yanmasını da önlerler. Seramik ve genleşmiş polistiren pişirme kapları, bu tür malzemelerin kullanımına iyi örneklerdir.

ısı yalıtımlı gıda

Ürünlerdeki su ve yağ içeriği gibi bir dizi faktöre bağlı olarak, ısı kapasiteleri ve özgül ısı kapasiteleri farklı olabilir. Yemek pişirmede, gıdaların ısı kapasitesinin bilinmesi, bazı gıdaların izolasyon amacıyla kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Diğer yiyecekleri yalıtkan ürünlerle kaplarsanız, bu yiyeceklerin altlarında daha uzun süre ısınmasına yardımcı olurlar. Bu ısı yalıtım ürünlerinin altındaki tabaklar yüksek ısı kapasitesine sahipse zaten yavaş yavaş ortama ısı verirler. İyice ısındıktan sonra üstlerindeki yalıtım ürünleri sayesinde daha yavaş ısı ve su kaybederler. Bu nedenle daha uzun süre sıcak kalırlar.

Bir ısı yalıtım ürünü örneği, özellikle pizza ve diğer benzer yemeklerde peynirdir. Eriyene kadar su buharının geçmesine izin verir, bu da içerdiği su buharlaştığı için altındaki yiyeceklerin hızla soğumasını sağlar ve böylece içindeki yiyecekleri soğutur. Eritilmiş peynir tabağın yüzeyini kaplar ve altındaki yiyeceği yalıtır. Genellikle peynirin altında soslar ve sebzeler gibi yüksek su içeriğine sahip yiyecekler bulunur. Bu nedenle yüksek ısı kapasitesine sahiptirler ve özellikle erimiş peynir altında oldukları için uzun süre sıcak kalırlar ve dışarıya su buharı salmazlar. Bu nedenle fırından çıkan pizza o kadar sıcaktır ki, kenarlardaki hamur soğumuş olsa bile sos veya sebze ile kendinizi kolayca yakabilirsiniz. Peynirin altındaki pizzanın yüzeyi uzun süre soğumaz, bu da pizzayı iyi yalıtılmış bir termal torba içinde evinize ulaştırmayı mümkün kılar.

Bazı tarifler, altındaki yiyecekleri yalıtmak için sosları peynirle aynı şekilde kullanır. Sosdaki yağ içeriği ne kadar yüksek olursa, ürünleri o kadar iyi izole eder - bu durumda tereyağı veya krema bazlı soslar özellikle iyidir. Bunun nedeni yine yağın suyun buharlaşmasını engellemesi ve dolayısıyla buharlaşma için gerekli olan ısının dışarı atılmasıdır.

Yemek pişirmede bazen ısı yalıtımı için gıdaya uygun olmayan malzemeler de kullanılmaktadır. Orta Amerika, Filipinler, Hindistan, Tayland, Vietnam ve diğer birçok ülkedeki aşçılar bu amaçla sıklıkla muz yaprağı kullanırlar. Sadece bahçede toplanamazlar, aynı zamanda bir mağazadan veya pazardan satın alınabilirler - hatta muz yetiştirilmeyen ülkelerde bu amaçla ithal edilirler. Bazen izolasyon amacıyla alüminyum folyo kullanılır. Sadece suyun buharlaşmasını engellemekle kalmaz, aynı zamanda radyasyon şeklinde ısı transferini önleyerek ısının içeride kalmasına yardımcı olur. Kuşun kanatlarını ve diğer çıkıntılı kısımlarını pişirirken folyoya sararsanız folyo onların aşırı ısınmasını ve yanmasını önleyecektir.

Yemek pişirmek

Peynir gibi yüksek yağ içeriğine sahip yiyeceklerin ısı kapasitesi düşüktür. Yüksek ısı kapasiteli ürünlerden daha az enerjiyle daha fazla ısınırlar ve Maillard reaksiyonunun gerçekleşmesi için yeterince yüksek sıcaklıklara ulaşırlar. Maillard reaksiyonu, Kimyasal reaksiyonşekerler ve amino asitler arasında meydana gelen ve gıdaların tat ve görünümünü değiştiren . Bu reaksiyon, ekmek pişirme gibi bazı pişirme yöntemlerinde önemlidir. şekerleme un, fırında pişirme ürünleri ve kızartma için. Yiyeceklerin sıcaklığını bu reaksiyonun meydana geldiği sıcaklığa yükseltmek için pişirme işleminde yüksek yağlı yiyecekler kullanılır.

Pişirmede şeker

Şekerin özgül ısı kapasitesi yağınkinden bile daha düşüktür. Şeker, suyun kaynama noktasından daha yüksek sıcaklıklara hızla ısındığından, mutfakta onunla çalışmak, özellikle karamel veya tatlı yaparken güvenlik önlemleri gerektirir. Şekerin sıcaklığı 175 ° C'ye (350 ° F) ulaştığından ve erimiş şekerden kaynaklanan yanık çok şiddetli olacağından, şekeri çıplak deriye dökmemek için eritirken çok dikkatli olunmalıdır. Bazı durumlarda şekerin kıvamını kontrol etmek gerekir, ancak şeker ısıtılmışsa bu asla çıplak elle yapılmamalıdır. Çoğu zaman insanlar şekerin ne kadar çabuk ve ne kadar ısınabileceğini unuturlar, bu yüzden yanarlar. Eritilmiş şekerin ne için olduğuna bağlı olarak kıvamı ve sıcaklığı, aşağıda açıklandığı gibi soğuk su kullanılarak kontrol edilebilir.

Şeker ve şeker şurubunun özellikleri pişirildiği sıcaklığa göre değişir. Sıcak şeker şurubu en ince bal gibi ince, kalın veya ince ile kalın arasında bir yerde olabilir. Tatlılar, karameller ve tatlı soslar için tarifler genellikle sadece şekerin veya şurubun ısıtılması gereken sıcaklığı değil, aynı zamanda şekerin "yumuşak top" aşaması veya "sert top" aşaması gibi sertlik aşamasını da belirtir. Her aşamanın adı şekerin kıvamına karşılık gelir. Tutarlılığı belirlemek için şekerlemeci içine birkaç damla şurup damlatır. buzlu su onları soğutmak. Bundan sonra, tutarlılık dokunarak kontrol edilir. Örneğin, soğutulmuş şurup kalınlaşır, ancak sertleşmez, ancak yumuşak kalırsa ve bundan bir top yapabilirsiniz, o zaman şurubun “yumuşak top” aşamasında olduğu kabul edilir. Dondurulmuş şurubun şekli çok zor olsa da yine de elle değiştirilebilirse, o zaman “sert top” aşamasındadır. Şekerlemeciler genellikle bir gıda termometresi kullanır ve ayrıca şekerin kıvamını elle kontrol eder.

besin Güvenliği

Gıdaların ısı kapasitesini bilerek, bozulmayacakları bir sıcaklığa ulaşmak için ne kadar süreyle soğutulmaları veya ısıtılmaları gerektiğini ve vücuda zararlı bakterilerin hangisinde öleceğini belirleyebilirsiniz. Örneğin, belirli bir sıcaklığa ulaşmak için, daha yüksek ısı kapasitesine sahip yiyeceklerin soğuması veya ısınması, düşük ısı kapasitesine sahip yiyeceklere göre daha uzun sürer. Yani, bir yemeğin pişirme süresi, içinde hangi ürünlerin bulunduğuna ve ayrıca suyun ondan ne kadar hızlı buharlaştığına bağlıdır. Buharlaşma önemlidir çünkü çok fazla enerji gerektirir. Genellikle, bir yemeğin veya içindeki yiyeceklerin sıcaklığını kontrol etmek için bir yemek termometresi kullanılır. Özellikle balık, et ve kümes hayvanlarının hazırlanması sırasında kullanılması uygundur.

mikrodalgalar

Yiyeceklerin mikrodalga fırında ne kadar verimli ısıtıldığı, diğer faktörlerin yanı sıra yiyeceğin özgül ısısına da bağlıdır. Mikrodalga fırının magnetronunun ürettiği mikrodalga radyasyonu, su, yağ ve diğer bazı maddelerin moleküllerinin daha hızlı hareket etmesine ve gıdanın ısınmasına neden olur. Düşük ısı kapasiteleri nedeniyle yağ moleküllerinin hareket etmesi kolaydır ve bu nedenle yağlı yiyecekler daha fazla ısıtılır. yüksek sıcaklıklarçok su içeren yiyeceklerden daha iyidir. Ulaşılan sıcaklık, Maillard reaksiyonu için yeterli olacak kadar yüksek olabilir. Yüksek su içeriğine sahip ürünler, suyun yüksek ısı kapasitesi nedeniyle bu sıcaklıklara ulaşmazlar ve bu nedenle bunlarda Maillard reaksiyonu oluşmaz.

Mikrodalga yağın ulaştığı yüksek sıcaklıklar, pastırma gibi bazı yiyeceklerin kahverengileşmesine neden olabilir, ancak bu sıcaklıklar, mikrodalga fırınları kullanırken, özellikle fırının kullanım kılavuzunda açıklanan şekilde kullanma talimatlarına uymazsanız tehlikeli olabilir. Örneğin, fırında yağlı yiyecekleri yeniden ısıtırken veya pişirirken plastik kaplar kullanmamalısınız, çünkü mikrodalga kaplar bile yağın ulaştığı sıcaklıklara göre tasarlanmamıştır. Ayrıca yağlı yiyeceklerin çok sıcak olduğunu unutmayın ve kendinizi yakmamak için dikkatli yiyin.

Günlük hayatta kullanılan malzemelerin özgül ısı kapasitesi

Ölçü birimlerini bir dilden diğerine çevirmeyi zor buluyor musunuz? Meslektaşlarınız size yardım etmeye hazır. TCTerms'e bir soru gönderin ve birkaç dakika içinde bir cevap alacaksınız.