До категорії: Водопостачання та опалення

Теплоносії та їх властивості

Теплоносії, що застосовуються в системах опалення - вода, пара і повітря різні за своїми властивостями і характеризуються питомою теплоємністю, питомою вагою та санітарно-гігієнічними властивостями.

Вага 1 см3 речовини в грамах називається її питомою вагою. Чим більша питома теплоємність і питома вага теплоносія, тим більше тепла потрібно витратити на нагрівання теплоносія і тим більше тепла він віддає приміщенню при своєму охолодженні.

Питома теплоємність води дорівнює 1 ккал/кг-град. Таким чином, кожен кілограм води, нагрітої, наприклад, в котлі до 95° С і охолодженої в нагрівальному приладі до 70° С, тобто на 25° С, віддасть в опалювальне приміщення 25 ккал тепла. Оскільки об'ємна вага води при середній температурі в системі 80° дорівнює 972 кг/м3, то 1 м3 води в системах центрального опалення може віддати 24 300 ккал/м3 тепла (25X972).

При застосуванні як теплоносій пари використовується його прихована теплота пароутворення, яка становить при тиску пари 0,2 кгс/см2 близько 540 ккал на 1 кг пари.

Прихована теплота пароутворення - це тепло, яке витрачається на перетворення 1 кг води на пару. При охолодженні в нагрівальних приладах пара конденсується та віддає приміщенню тепло, витрачене на випаровування води.

Питома кількість парів низького тиску може бути прийнята рівним 1,73 м3/кг, тому кожен кубічний метр пари в системі опалення віддає 312 ккал/м3 тепла (540:1,73).

Другим важливим властивістюпара, що має надлишковий тиск, є його прагнення розширитися і зменшити свій тиск до атмосферного. Завдяки цій властивості пар використовується в опалювальній техніці.

З санітарно-гігієнічної сторони пара є менш бажаним теплоносієм, ніж вода, оскільки пил, осідаючи на поверхню нагрівальних приладів, що мають температуру близько 100°С, пригоряє, розкладається та забруднює повітря продуктами сухого сублімації. Якщо ж нагрівальними приладами проходить вода, то пил майже не пригоряє і повітря не забруднюється.

У системах повітряного опалення повітря, яке служить теплоносієм, у приміщення вводять із температурою 45-70 °С.

Прийнявши об'ємну теплоємність 1 м3 повітря, що дорівнює 0,31 ккал!м' град і температуру приміщення, до якої повинен охладнутися повітря-теплоносій, що дорівнює 18° С, отримаємо, що 1 м3 повітря з температурою 45° С віддає 8,3 ккал/м3 тепла . Звідси видно, що повітря як теплоносій має найменшу питому теплоємність.

Гідність повітря як теплоносія полягає у його великій рухливості. Будучи нагрітим, він набуває меншої питомої ваги і, розширюючись, легко переміщається вгору каналами. Віддавши частину свого тепла приміщенню і охолодившись, він стає важчим і прямує зворотними каналами вниз.

Якщо теплоносієм є вода чи повітря, то температуру можна регулювати відповідно до температури зовнішнього повітря. Пара дає можливість регулювати тепловіддачу приладів тільки в складних вакуум-системах при тисках нижче атмосферного.

У системах низького тиску температура пари майже не змінюється і завжди вища за 100 °С.

У зв'язку із зазначеними недоліками пар можна застосовувати як теплоносій тільки для опалення промислових та комунальних будівель.

Порівнюючи теплоносії, можна відзначити, що найкращим із них за своїми тепловими, санітарно-гігієнічними та іншими властивостями є вода.

Теплоносії та їх властивості

МЕХАНІЧНИЙ ТИСК під водою << ---
--->> ВИДИМІСТЬ у ВОДІ

Вода має особливі теплофізичні властивості, які значно відрізняються від теплофізичних властивостей повітря. Так, наприклад, теплопровідність води більша у 25 разів, а теплоємність – у 4 рази. Питома теплоємність води З = 1 ккал/кг град за нормальної температури + 15 *З. Теплоємність води повільно та незначно зменшується від 1,0074 до 0,9980 з підвищенням температури від 0 до +40 °С, а у всіх інших речовин із зростанням температури теплоємність збільшується. Вона також трохи знижується зі зростанням тиску (зі збільшенням глибини). Вода може поглинати велику кількість теплоти порівняно мало нагріваючись при цьому. Близько 30 % енергії Сонця відбивається атмосферою і йде світовий простір, близько 45 % поглинається атмосферою і близько 25 % сонячної енергії досягає поверхні океану. Частина її (810%) відбивається, а решта поглинається. З усієї поглиненої енергії сонячного тепла до 94% поглинає поверхневий шар води завтовшки 1 см. Нижчі шари води нагріваються за рахунок природної конвекції(пов'язаної з неоднорідністю середовища за температурою та щільністю) та вимушеної конвекції (перемішування течіями, вітровим хвилюванням та припливами). В результаті поглинання та конвекції 60% сонячної енергії залишається у верхньому метровому шарі води, а в 10-метровому шарі – понад 80%. На глибину 100 м-коду за відсутності інтенсивного перемішування зазвичай проникає не більше 0,5-1 % сонячної енергії.

Температура води у верхніх шарах водойм залежить від кліматичних умов і може знаходитися в межах від -2 до +30 °С. Тільки 8 % поверхневих вод океану тепліше +10 °С, а більше половини вод холодніше 2,3 °С. Морська водаіз солоністю 35 % про замерзає при температурі -1,9 °С. Добові зміни температури води залежать від характеру хмарності та зазвичай перебувають у межах 0,5-2,0 °С. В основному, ці зміни стосуються лише тонкого поверхневого шару води, і вже на глибинах 10-20 м добові коливання температури практично дорівнюють нулю. Максимум температури спостерігається близько 15 год, мінімум – в інтервалі від 4 до 7 год. Річні коливання температури в океані не такі великі, як на суші. Якщо суші вони досягають 150 °З, то океані рідко перевищують 38 °З. Найрідше річна різниця температур виражена в середніх широтах, де вона між серпнем і лютим може перевищувати 10 °С. на великих глибину середніх та північних широтах температура постійно зберігається в діапазоні від +2 до +4 °С залежно від солоності води.

Охолодна дія води є одним із найважливіших факторів, що обмежують перебування людини у водному середовищі. Вона значною мірою знижує продуктивність водолазної праці, а також є основною причиною загибелі людей, які опинилися у воді внаслідок аварії корабля. Тепловий баланс організму роздягненої людини у воді може підтримуватись на стабільному рівнітільки за умови рівності температур води та тіла, що неможливо у середніх широтах. Великі тепловтрати у воді пояснюються її високими теплопровідністю та теплоємністю. Коли оголена або недостатньо одягнена людина занурена в холодну воду, у неї з'являється певна послідовність симптомів. Спочатку холодна вода викликає зниження температури шкіри, що веде до звуження судин поверхні тіла. Це, у свою чергу, прискорює зниження температури шкіри, оскільки припиняється приплив тепла з тканин, що підлягають. Викликана холодом вазоконстрикція забезпечує виражений термічний опір або теплоізоляцію в поверхневих тканинах тіла. Цей опір залежить від швидкості кровотоку у шкірі. Послідовний перебіг цих реакцій закінчується, коли температура шкіри стає рівної температуриводи. Тепло з нагрітих тканин, що глибше лежать, продовжує надходити шляхом прямої кондукції до поверхні. При знаходженні під водою людини без гідрозахисного одягу основним способом тепловіддачі є теплопроведення, причому значній втраті тепла сприяють рухливість води та пересування водолаза. Людина нагріває своїм тілом все нові й нові верстви води, що призводить до більш швидкої, ніж на повітрі, втрати тепла. При значному перевищенні тепловтрат над теплопродукцією в людини, що у холодній воді, швидко знижується температура тіла та розвиваються симптоми переохолодження, що переходять від функціональних до патологічних.

При використанні гідрозахисного та теплозахисного одягу водолаза тепловтрати організму відбуваються в основному не шляхом проведення, як при безпосередньому зіткненні з нею, а в основному шляхом тепловипромінювання на внутрішню охолоджувальну поверхню скафандра (негативна теплова радіація), яке в 4 рази перевищує тепловіддачу проведенням.

З точки зору зменшення тепловтрат у водолазів перевагу слід віддавати спорядженню, що вентилюється. Повітряна подушка скафандра, будучи хорошим утеплювачем, зменшує тепловіддачу і при тій же температурі води зберігає температуру тіла на вищому рівні, ніж гідрокомбінезон або гідрокостюм, в яких є лише незначний повітряний прошарок. У гідрокомбінезоні (гідрокостюмі) охолоджуються голова та область шиї, а при диханні в апараті посилюються тепловтрати з дихальних шляхів. Особливо чутливі до холоду у водолазів дистальні відділи ніг. При звичайному вертикальному положенні водолаза під водою замерзання починається з пальців ніг, що значною мірою пояснюється обтисканням водою нижніх кінцівок. Надалі водолази зазвичай пред'являють скарги на замерзання рук, спини та попереку. Менш чутливі до холоду обличчя, груди, живіт та долоні.

Температура- міра теплового стану чи ступеня нагрітості тіла. Тепловий стан тіла характеризується швидкістю руху молекул або середньої внутрішньої кінетичної енергією тіла. Чим вище температура тіла, тим більша швидкість руху молекул. Температура тіла збільшується чи зменшується залежно від цього, отримує чи віддає це тіло тепло. Тіла, що мають однакову температуру, знаходяться в тепловій рівновазі, тобто теплообміну між ними немає.

Одиницею виміру температури є градус. Для вимірювання температури застосовують дві шкали: стоградусну та термодинамічну або абсолютну (Кельвіна). Стоградусна шкала має дві постійні точки: танення льоду, яка прийнята за 0 °С, та кипіння води при нормальному атмосферному тиску (760 мм рт. ст.), яка прийнята за 100 °С. Інтервал між цими точками поділено на 100 частин, кожна з яких дорівнює 1 °С. Температуру вище за 0 °С позначають знаком плюс (у тексті зазвичай не вказують), нижче за 0 °С - знаком мінус.

У прийнятій СІ шкалою Кельвіна початком відліку є температура абсолютного нуля. Абсолютний нуль характеризується повним припиненням руху молекул і відповідає температурі, що лежить нижче за 0°С на 273,16°С (округлено 273). Одиниця термодинамічної температури – кельвін (К).

Температуру в стоградусній шкалі позначають t, а абсолютної T. Ці температури пов'язані між собою співвідношенням T = t + 273.

Теплота(кількість теплоти) - характеристика процесу теплообміну, яка визначається кількістю енергії, що отримує (віддає) тіло в процесі теплообміну. У СІ теплота вимірюється у джоулях (Дж). До теперішнього часу користуються позасистемною одиницею - калорією, що відповідає 4,187 Дж. Насправді з деяким припущенням за калорію приймають кількість теплоти, необхідне нагрівання 1 р води на 1°З при атмосферному тиску.

Перетворення теплоти в роботу і роботи в теплоту відбувається в тому самому строго постійному співвідношенні, що відповідає тепловому еквіваленту, роботи А або механічному еквіваленту тепла Е = 1/A. Значення цих еквівалентів (округлено): А = 1/427 ккал/(кгс·м); E= 427 кгс·м/ккал.

Питома теплоємність- кількість теплоти, яку потрібно повідомити 1 кг або 1 м3 речовини, щоб підвищити її температуру на 1 °С. Для газів і пар розрізняють питому теплоємність при постійному тиску cv н питому теплоємність при постійному обсязі су. Залежно від того, що беруть за одиницю речовини, розрізняють теплоємність: масову, ккал/(кг·°С); мольну, ккал/(кмоль·°С); об'ємну, ккал/(м3°С). Питому масову теплоємність води з достатньою для практичних розрахунків точністю приймають рівною 1 ккал/(кг·°С).

Питома теплоємність перегрітої водяної пари залежить від температури і тиску, при яких відбувається нагрівання, а суміші газів, що не конденсуються, крім того, і від її складу. При 100 °С об'ємна питома теплоємність становить, ккал/(м3·°С): водяної пари 0,36; повітря 0,31; діоксиду вуглецю (вуглекислого газу) 0,41.

Кількість теплоти Q, яку необхідно повідомити тілу (наприклад, воді, що нагрівається в котлі) для підвищення його температури від t 1 до t 2 , дорівнює добутку маси тіла m, його питомої теплоємності c, різниці кінцевої t 2 і початкової t 1 температури тіла:

Q= mc(T 2 - t 1).

Ентальпія- параметр стану робочого тіла (води, газу або пари), що характеризує суму його внутрішньої енергії та потенційної енергії тиску (твору тиску на об'єм). Зміна ентальпії визначається початковим та кінцевим станом робочого тіла.

Температура кипіння- температура, при якій речовина переходить з рідкого стану в пароподібний (газоподібний) не тільки з поверхні (як при випаровуванні), а по всьому об'єму.

Питома прихована теплота пароутворення- теплота, необхідна для перетворення 1 кг рідини, попередньо нагрітої до температури кипіння, суху насичену пару.

Прихована теплота конденсації- теплота, що виділяється під час конденсації пари. За значенням вона дорівнює прихованій теплоті пароутворення.

Довжина та відстань Маса Заходи об'єму сипучих продуктів та продуктів Площа Обсяг та одиниці вимірювання в кулінарних рецептахТемпература Тиск, механічна напруга, модуль Юнга Енергія та робота Потужність Сила Час Лінійна швидкість Плоский кут Теплова ефективність та паливна економічність Числа Одиниці виміру кількості інформації Курси валют Розміри жіночого одягута взуття Розміри чоловічого одягу та взуття Кутова швидкість та частота обертання Прискорення Кутове прискорення Щільність Питомий об'єм Момент інерції Момент сили Повертаючий момент Питома теплота згоряння (за масою) Щільність енергії та питома теплотазгоряння палива (за обсягом) Різниця температур Коефіцієнт теплового розширення Термічний опір Питома теплопровідність Питома теплоємність Енергетична експозиція, потужність теплового випромінюваннягустина теплового потокуКоефіцієнт тепловіддачі Об'ємна витрата Масова витрата Молярна витрата Щільність потоку маси Молярна концентрація Масова концентрація в розчині Динамічна (абсолютна) в'язкість Кінематична в'язкість Поверхневий натяг Паропроникність Паропроникність, швидкість переносу пари Рівень звуку Частота і довжина хвилі Оптична сила в діоптріях і фокусна відстань Оптична сила в діоптріях та збільшення лінзи (×) Електричний заряд Лінійна щільність заряду Поверхнева щільність заряду Об'ємна щільність заряду Електричний струм Лінійна щільність струму Поверхнева щільність струму Напруга електричний опір Електрична провідність Питома електрична провідність Електрична ємність Індуктивність Американський калібр дротів Рівні в dBm (дБм або дБмВт), dBV (дБВ), ватах та ін. Радіоактивний розпад Радіація. Експозиційна доза: Радіація. Поглинена доза Десяткові приставки Передача даних Типографіка та обробка зображень Одиниці вимірювання об'єму лісоматеріалів Обчислення молярної маси Періодична системахімічних елементів Д. І. Менделєєва

1 кілокалорія (між.) на кг на °C [ккал(М)/(кг·°C)] = 1,00066921606327 кілокалорія (терм.) на кг на кельвін [ккал(Т)/(кг·К)]

Вихідна величина

Перетворена величина

джоуль на кілограм на кельвін джоуль на кілограм на °C джоуль на грам на °C кілоджоуль на кілограм на кельвін кілоджоуль на кілограм на °C калорія (між.) на грам на °C калорія (між.) на грам на °F калорія ( терм.) на грам на °C кілокалорія (між.) на кг на °C калорія (терм.) на кг на °C кілокалорія (між.) на кг на кельвін кілокалорія (терм.) на кг на кельвін кгс-метр на кілограм на кельвін фунт-сила фут на фунт на °Ранкіна BTU (між.) на фунт на °F BTU (терм.) на фунт на °F BTU (між.) на фунт на °Ранкіна BTU (терм.) на фунт на °Ранкіна BTU (між.) на фунт на °C стоградусна тепл. од. на фунт на °C

Детальніше про питому теплоємність

Загальні відомості

Молекули рухаються під впливом тепла – цей рух називається молекулярною дифузією. Що температура речовини, то швидше молекули рухаються і тим інтенсивніше відбувається дифузія. На рух молекул впливає як температура, а й тиск, в'язкість речовини та її концентрація, опір дифузії, відстань, яке проходять молекули за її переміщеннях, та його маса. Наприклад, якщо порівняти як відбувається процес дифузії у воді і меді, коли всі інші змінні, крім в'язкості, рівні, то очевидно, що молекули у воді рухаються і дифундують швидше, ніж у меді, так як у меду більш висока в'язкість.

Для руху молекулам необхідна енергія, і що швидше вони рухаються, то більше енергії їм потрібно. Тепло - один із видів енергії, що використовується в цьому випадку. Тобто, якщо підтримувати в речовині певну температуру, молекули рухатимуться, а якщо температуру збільшити, то й рух прискориться. Енергію у формі тепла одержують, спалюючи паливо, наприклад природний газ, вугілля, або деревину. Якщо нагріти кілька речовин, використовуючи однакову кількість енергії, деякі речовини, швидше за все, будуть нагріватися швидше, ніж інші, через більш інтенсивної дифузії. Теплоємність і питома теплоємність описують саме ці властивості речовин.

Питома теплоємністьвизначає скільки енергії (тобто, тепла) потрібно, щоб змінити температуру тіла чи речовини певної маси на певну величину. Ця властивість відрізняється від теплоємностіяка визначає кількість енергії, необхідну для зміни температури всього тіла або речовини на певну температуру. У обчислення теплоємності, на відміну від питомої теплоємності, не враховують масу. Теплоємність та питому теплоємність обчислюють тільки для речовин і тіл у стійкому агрегатному стані, наприклад, для твердих тіл. У цій статті розглядаються обидва ці поняття, оскільки вони взаємопов'язані.

Теплоємність та питома теплоємність матеріалів та речовин

Метали

У металів дуже міцна молекулярна структура, тому що відстань між молекулами в металах та інших твердих тілахнабагато менше, ніж у рідинах та газах. Завдяки цьому молекули можуть рухатися тільки на дуже маленькі відстані, і, відповідно, щоб змусити їх рухатися з більшою швидкістю необхідно набагато менше енергії, ніж для молекул рідин і газів. Завдяки цій властивості, їхня питома теплоємність мала. Це означає, що температуру металу підняти дуже легко.

Вода

З іншого боку, у води дуже висока питома теплоємність, навіть у порівнянні з іншими рідинами, тому потрібно набагато більше енергії, щоб нагріти одну одиницю маси води на один градус порівняно з речовинами, питома теплоємність яких нижча. Вода має високу теплоємність завдяки міцним зв'язкам між атомами водню у молекулі води.

Вода - один із головних складових всіх живих організмів і рослин на Землі, тому її питома теплоємність відіграє велику роль для життя на нашій планеті. Завдяки високій питомій теплоємності води, температура рідини в рослинах і температура порожнинної рідини в організмі тварин мало змінюється навіть у дуже холодні або дуже спекотні дні.

Вода забезпечує систему підтримки теплового режиму як тварин і рослин, і поверхні Землі загалом. Величезна частина нашої планети вкрита водою, тому саме вода відіграє велику роль у регулюванні погоди та клімату. Навіть при великій кількості тепла, що надходить в результаті впливу сонячного випромінювання на поверхню Землі, температура води в океанах, морях та інших водоймах збільшується поступово, і температура, що оточує, теж змінюється повільно. З іншого боку, вплив на температуру інтенсивності тепла від сонячного випромінювання великий на планетах, де немає великих поверхонь, покритих водою, таких як Земля, або в районах Землі, де мало води. Це особливо помітно, якщо подивитися на різницю денних та нічних температур. Так, наприклад, поблизу океану різниця між денною та нічною температурами невелика, але в пустелі вона величезна.

Висока теплоємність води також означає, що вода не тільки повільно нагрівається, а й повільно остигає. Завдяки цій властивості воду часто використовують як холодоагент, тобто як охолоджувальну рідину. До того ж використовувати воду вигідно завдяки її низькій ціні. У країнах із холодним кліматом гаряча водациркулює у трубах для обігріву. У суміші з етиленгліколем її використовують у радіаторах автомобілів для охолодження двигуна. Такі рідини називають антифризом. Теплоємність етиленгліколю нижча, ніж теплоємність води, тому теплоємність такої суміші теж нижча, а значить ефективність системи охолодження з антифризом також нижча, ніж системи з водою. Але з цим доводиться миритися, тому що етиленгліколь не дає воді замерзнути взимку та пошкодити канали системи охолодження автомобіля. У охолодні рідини, призначені для холоднішого клімату, додають більше етиленгліколю.

Теплоємність у повсякденному житті

За інших рівних умов теплоємність матеріалів визначає, як швидко вони нагріваються. Що теплоємність, то більше енергії необхідно, щоб нагріти цей матеріал. Тобто якщо два матеріали з різною теплоємністю нагрівати однаковою кількістю тепла і в однакових умовах, то речовина з меншою теплоємністю буде швидше нагріватися. Матеріали з високою теплоємністю, навпаки, нагріваються і віддають тепло назад навколишнє середовищеповільніше.

Кухонне приладдя та посуд

Найчастіше ми вибираємо матеріали для посуду та кухонного приладдя, ґрунтуючись на їх теплоємності. Це в основному стосується предметів, які безпосередньо контактують з теплом, наприклад каструль, тарілок, форм для випікання та іншого аналогічного посуду. Наприклад, для каструль та сковорідок краще використовувати матеріали з низькою теплоємністю, наприклад метали. Це допомагає теплу легше та швидше передаватися від нагрівача через каструлю до продуктів харчування та прискорює процес приготування їжі.

З іншого боку, оскільки матеріали з високою теплоємністю довго тримають тепло, їх добре використовувати для ізоляції, тобто коли необхідно зберегти тепло продуктів, і не дати йому піти в навколишнє середовище або, навпаки, не дати теплу приміщення нагріти охолоджені продукти. Найчастіше такі матеріали використовують для тарілок та чашок, у яких подають гарячу або, навпаки, дуже холодну їжу та напої. Вони допомагають не тільки зберегти температуру продукту, а й не дають людям обпектися. Посуд з кераміки та спіненого полістиролу – гарні приклади використання таких матеріалів.

Теплоізолюючі продукти харчування

Залежно від ряду факторів, наприклад вмісту води та жиру в продуктах, їхня теплоємність та питома теплоємність буває різною. У кулінарії знання про теплоємність продуктів дозволяють використовувати деякі продукти для ізоляції. Якщо теплоізолюючими продуктами накрити іншу їжу, вони допоможуть цій їжі під ними довше зберегти тепло. Якщо страв під цими теплоизолирующими продуктами висока теплоємність, вони й так повільно віддають тепло в довкілля. Після того, як вони добре прогріються, вони втрачають тепло і воду ще повільніше завдяки ізолюючим продуктам зверху. Тому вони довше залишаються гарячими.

Приклад теплоізолюючого продукту – сир, особливо на піці та інших схожих стравах. Поки він не розплавився, він пропускає водяні пари, що дозволяє продуктам під ним швидко охолонути, тому що міститься в них вода випаровується і при цьому охолоджує продукти, що містять її. Сир, що розтанув, покриває поверхню страви і ізолює продукти під ним. Часто під сиром виявляються продукти з високим вмістом води, наприклад, соуси та овочі. Завдяки цьому вони мають високу теплоємність, і вони довго тримають тепло, особливо тому, що знаходяться під розплавленим сиром, який не випускає назовні водяні пари. Саме тому піца з духовки настільки гаряча, що можна легко обпектися соусом чи овочами, навіть коли тісто з обох боків вже охололо. Поверхня піци під сиром довго не остигає, що уможливлює доставку піци додому в добре ізольованій термо-сумці.

У деяких рецептах соуси використовують так само, як і сир для теплоізоляції продуктів під ним. Чим більший вміст жиру в соусі, тим краще він ізолює продукти – особливо хороші в цьому випадку соуси, засновані на олії чи вершках. Це знову пов'язано з тим, що жир перешкоджає випаровуванню води і, отже, відбору тепла, необхідного для випаровування.

У кулінарії для термоізоляції іноді використовують також матеріали, не придатні для харчування. Кухарі в країнах Центральної Америки, на Філіппінах, в Індії, Таїланді, В'єтнамі та в багатьох інших країнах часто використовують з цією метою листя банана. Їх можна не лише зібрати в саду, а й купити в магазині чи на ринку – їх навіть імпортують для цих цілей до країн, де не вирощують банани. Іноді з метою ізоляції використовують алюмінієву фольгу. Вона не тільки запобігає випаровуванню води, але й допомагає зберегти тепло всередині за рахунок запобігання теплопередачі у формі випромінювання. Якщо обернути у фольгу крильця та інші виступаючі частини птиці при її запіканні, то фольга не дасть їм перегрітися та згоріти.

Приготування їжі

У продуктів із високим вмістом жиру, наприклад у сиру, низька теплоємність. Вони сильніше нагріваються при меншій кількості енергії, порівняно з продуктами з високою теплоємністю, і досягають температур досить високих для того, щоб відбулася реакція Майяра. Реакція Майяра – це хімічна реакція, Що відбувається між цукрами та амінокислотами, і змінює смак та зовнішній вигляд продуктів. Ця реакція важлива в деяких способах приготування їжі, наприклад для випікання хліба та кондитерських виробівз борошна, запікання продуктів у духовці, а також для смаження. Щоб збільшити температуру продуктів до температури, за якої протікає ця реакція, у кулінарії використовують продукти з високим вмістом жиру.

Цукор у кулінарії

Питома теплоємність цукру ще нижча, ніж у жиру. Так як цукор швидко нагрівається до температур вищих, ніж температура кипіння води, робота з ним на кухні вимагає дотримання правил безпеки, особливо під час приготування карамелі або цукерок. Необхідно бути гранично обережним, розплавляючи цукор, і не пролити його на незахищену шкіру, оскільки температура цукру досягає 175 ° C (350 ° F) і опік від розплавленого цукру буде дуже серйозним. У деяких випадках необхідно перевірити консистенцію цукру, але цього в жодному разі не можна робити голими руками, якщо цукор нагрітий. Часто люди забувають, як швидко і наскільки сильно цукор може нагрітися, тому одержують опіки. Залежно від того, для чого потрібний розплавлений цукор, його консистенцію та температуру можна перевірити, використовуючи холодну воду, як описано нижче.

Властивості цукру та цукрового сиропу змінюються залежно від того, за якої температури його готувати. Гарячий цукровий сиропможе бути рідким, як рідкий мед, густим, або десь між рідким і густим. У рецептах цукерок, карамелі та солодких соусів зазвичай вказана не тільки температура, до якої повинен бути нагрітий цукор або сироп, але й стадія твердості цукру, наприклад, стадія «м'якої кулі» або стадія «твердої кулі». Назва кожної стадії відповідає консистенції цукру. Щоб визначити консистенцію, кондитер капає кілька крапель сиропу в крижану водуохолоджуючи їх. Після цього консистенцію перевіряють на дотик. Так, наприклад, якщо охолоджений сироп загуснув, але не затвердів, а залишається м'яким і з нього можна зліпити кульку, то вважається, що сироп у стадії «м'якої кулі». Якщо форму застиглого сиропу дуже важко, але все ж таки можна змінити руками, то він у стадії «твердої кулі». Кондитери часто використовують харчовий термометр і перевіряють консистенцію цукру вручну.

Харчова безпека

Знаючи теплоємність продуктів, можна визначити, як довго їх потрібно охолоджувати або нагрівати, щоб досягти температури, за якої вони не псуватимуться, і за якої гинуть шкідливі для організму бактерії. Наприклад, щоб досягти певної температури, продукти з вищою теплоємністю охолоджують або нагрівають довше, ніж продукти з низькою теплоємністю. Тобто, тривалість приготування страви залежить від того, які до неї входять продукти, а також - наскільки швидко з неї випаровується вода. Випаровування важливе, оскільки воно потребує великих витрат енергії. Часто, щоб перевірити, до якої температури нагрілося блюдо чи продукти у ньому, використовують харчовий термометр. Особливо зручно використовувати його під час приготування риби, м'яса та птиці.

Мікрохвильові печі

Те, наскільки ефективно нагрівається їжа в мікрохвильовій печі, залежить, крім інших факторів, від питомої теплоємності продуктів. Мікрохвильове випромінювання, що виробляється магнетроном мікрохвильової печі, змушує молекули води, жиру та деяких інших речовин рухатися швидше, внаслідок чого їжа нагрівається. Молекули жиру легко змусити рухатися завдяки їхній низькій теплоємності, і тому жирна їжа нагрівається до більш високих температурніж їжа, що містить багато води. Досягнута температура може бути настільки високою, що її достатньо для реакції Майяра. Продукти з високим вмістом води не досягають таких температур через високу теплоємність води, тому реакція Майяра в них не протікає.

Високі температури, яких досягає жир у мікрохвильовій печі, дозволяють отримати смажену скоринку в деяких продуктів, наприклад бекону, але ці температури можуть становити небезпеку при використанні мікрохвильових печей, особливо якщо не дотримуватися правил користування піччю, описаних в інструкції з експлуатації. Наприклад, коли в печі розігрівають або готують страви з жирних продуктів, то не слід використовувати пластмасовий посуд, оскільки навіть посуд для мікрохвильових печей не розрахований на температури, яких досягає жир. Також слід не забувати, що жирна їжа дуже гаряча, і їсти її обережно, щоб не обпектися.

Питома теплоємність матеріалів, що використовуються в побуті

Ви вагаєтесь у перекладі одиниці виміру з однієї мови на іншу? Колеги готові допомогти вам. Опублікуйте питання у TCTermsі протягом кількох хвилин ви отримаєте відповідь.