در این مقاله کوتاه به طور خلاصه به یکی از مهمترین خواص آب برای سیاره ما، آن می پردازیم ظرفیت گرمایی.

ظرفیت گرمایی ویژه آب

بیایید تفسیر مختصری از این اصطلاح داشته باشیم:

ظرفیت گرمایییک ماده توانایی آن در انباشت گرما است. این مقدار با مقدار گرمای جذب شده توسط آن هنگام گرم شدن 1 درجه سانتی گراد اندازه گیری می شود. به عنوان مثال، ظرفیت گرمایی آب 1 کالری در گرم یا 4.2 ژول بر گرم است و ظرفیت گرمایی خاک در دمای 14.5-15.5 درجه سانتی گراد (بسته به نوع خاک) بین 0.5 تا 0.6 کالری است (2.1). -2.5 J) در واحد حجم و از 0.2 تا 0.5 کالری (یا 0.8-2.1 J) در واحد جرم (گرم).

ظرفیت گرمایی آب بر بسیاری از جنبه های زندگی ما تأثیر بسزایی دارد، اما در این مطلب به نقش آن در شکل گیری آن می پردازیم. رژیم دماسیاره ما، یعنی ...

ظرفیت گرمایی آب و آب و هوای زمین

ظرفیت گرماییآب در مقدار مطلق خود بسیار بزرگ است. از تعریف فوق می بینیم که به طور قابل توجهی از ظرفیت گرمایی خاک سیاره ما فراتر می رود. به دلیل این تفاوت در ظرفیت گرمایی، خاک در مقایسه با آب های اقیانوس های جهان بسیار سریعتر گرم می شود و بر این اساس سریعتر سرد می شود. به لطف اقیانوس های بی اثرتر، نوسانات دمای روزانه و فصلی زمین به اندازه غیاب اقیانوس ها و دریاها نیست. یعنی در فصل سرد آب زمین را گرم می کند و در فصل گرم سرد می شود. به طور طبیعی، این تأثیر در مناطق ساحلی بیشتر قابل توجه است، اما به طور متوسط ​​جهانی بر کل سیاره تأثیر می گذارد.

به طور طبیعی، نوسانات دمای روزانه و فصلی تحت تأثیر عوامل زیادی است، اما آب یکی از مهمترین آنها است.

افزایش دامنه نوسانات دمای روزانه و فصلی جهان اطراف ما را به طور اساسی تغییر می دهد.

به عنوان مثال، یک واقعیت شناخته شده این است که سنگ در طول نوسانات شدید دما، استحکام خود را از دست می دهد و شکننده می شود. بدیهی است که ما خودمان «تا حدودی» متفاوت خواهیم بود. آنها قطعا متفاوت خواهند بود، حداقل پارامترهای فیزیکیبدن ما.

خواص غیرعادی ظرفیت گرمایی آب

ظرفیت گرمایی آب دارای خواص غیرعادی است. به نظر می رسد که با افزایش دمای آب، ظرفیت گرمایی آن تا 37 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، ظرفیت گرمایی شروع به افزایش می کند.

این واقعیت حاوی یک جمله جالب است. به طور نسبی خود طبیعت در شخص آب 37 درجه سانتیگراد را راحت ترین دما برای بدن انسان تعیین کرده است البته به شرط رعایت سایر عوامل. با هر دینامیک تغییرات دمای محیط، دمای آب به 37 درجه سانتیگراد میل می کند.

آنتالپیخاصیت ماده ای است که میزان انرژی قابل تبدیل به گرما را نشان می دهد.

آنتالپیخاصیت ترمودینامیکی یک ماده است که نشان می دهد سطح انرژی، در ساختار مولکولی خود حفظ شده است. این بدان معنی است که اگرچه یک ماده ممکن است بر اساس انرژی داشته باشد، اما نمی توان همه آن را به گرما تبدیل کرد. بخشی از انرژی درونی همیشه در ماده باقی می ماندو ساختار مولکولی خود را حفظ می کند. هنگامی که دمای آن به دمای محیط نزدیک شود، برخی از مواد غیرقابل دسترس هستند. از این رو، آنتالپیمقدار انرژی موجود برای تبدیل شدن به گرما در دما و فشار معین است. واحدهای آنتالپی- واحد حرارتی بریتانیا یا ژول برای انرژی و Btu/lbm یا J/kg برای انرژی خاص.

مقدار آنتالپی

تعداد آنتالپی مادهبر اساس دمای داده شده آن این دما- این مقداری است که توسط دانشمندان و مهندسان به عنوان مبنای محاسبات انتخاب می شود. دمایی است که آنتالپی یک ماده در آن صفر J است. به عبارت دیگر، این ماده هیچ انرژی در دسترس ندارد که بتوان آن را به گرما تبدیل کرد. این دما برای مواد مختلف متفاوت است. به عنوان مثال، این دمای آب نقطه سه گانه (0 درجه سانتیگراد)، نیتروژن 150- درجه سانتیگراد و مبردهای مبتنی بر متان و اتان 40- درجه سانتیگراد است.

اگر دمای ماده ای بالاتر از دمای داده شده آن باشد یا در دمای معین به حالت گازی تغییر کند، آنتالپی به صورت یک عدد مثبت بیان می شود. برعکس، در دمای کمتر از این، آنتالپی یک ماده به صورت یک عدد منفی بیان می شود. آنتالپی در محاسبات برای تعیین تفاوت سطوح انرژی بین دو حالت استفاده می شود. این برای پیکربندی تجهیزات و تعیین آن ضروری است اقدام مفیدروند.

آنتالپیاغلب به عنوان تعریف می شود انرژی کل ماده، از آنجایی که برابر است با مجموع انرژی داخلی (u) آن در یک حالت معین به همراه توانایی انجام کار (pv). اما در واقعیت، آنتالپی انرژی کل یک ماده را در دمای معین بالاتر از صفر مطلق (273- درجه سانتیگراد) نشان نمی دهد. بنابراین، به جای تعریف آنتالپیبه عنوان گرمای کل یک ماده، با دقت بیشتری به عنوان مقدار کل انرژی موجود یک ماده که می تواند به گرما تبدیل شود، تعریف می شود.
H = U + pV

امروز ما در مورد ظرفیت گرمایی (از جمله آب)، انواع آن و اینکه این اصطلاح فیزیکی در کجا استفاده می شود صحبت خواهیم کرد. ما همچنین نشان خواهیم داد که ارزش این مقدار برای آب و بخار چقدر مفید است، چرا باید آن را بدانید و چگونه بر زندگی روزمره ما تأثیر می گذارد.

مفهوم ظرفیت گرمایی

این کمیت فیزیکی آنقدر در دنیای بیرون و علم استفاده می شود که قبل از هر چیز باید در مورد آن صحبت کنیم. اولین تعریف، خواننده را ملزم می کند که حداقل در موارد متفاوت، آمادگی داشته باشد. بنابراین، ظرفیت گرمایی یک جسم در فیزیک به عنوان نسبت افزایش یک مقدار بینهایت کوچک گرما به مقدار بی نهایت کوچک مربوط به دما تعریف می شود.

مقدار گرما

تقریباً همه می دانند که دما چیست، به هر طریقی. بیایید به یاد بیاوریم که "میزان گرما" فقط یک عبارت نیست، بلکه اصطلاحی است که بیانگر انرژی است که بدن هنگام مبادله با آن از دست می دهد یا به دست می آورد. محیط. این مقدار با کالری اندازه گیری می شود. این واحد برای همه خانم هایی که رژیم دارند آشناست. خانم های عزیز، اکنون می دانید که روی تردمیل چه چیزی می سوزانید و هر تکه غذایی که می خورید (یا در بشقاب خود می گذارید) چه ارزشی دارد. بنابراین، هر جسمی که دمای آن تغییر می کند، افزایش یا کاهش مقدار گرما را تجربه می کند. نسبت این مقادیر ظرفیت گرمایی است.

کاربرد ظرفیت حرارتی

با این حال، یک تعریف دقیق از مفهوم فیزیکی مورد نظر ما به ندرت به تنهایی استفاده می شود. در بالا گفتیم که اغلب در آن استفاده می شود زندگی روزمره. کسانی که در مدرسه فیزیک را دوست نداشتند، احتمالاً اکنون گیج شده اند. و ما حجاب رازداری را برمی داریم و به شما می گوییم که آب گرم (و حتی سرد) در شیر و لوله های گرمایش فقط به لطف محاسبات ظرفیت گرمایی ظاهر می شود.

شرایط آب و هوایی، که تعیین می کند آیا فصل شنا می تواند از قبل باز شود یا اینکه فعلاً ارزش اقامت در ساحل را دارد، این ارزش را نیز در نظر می گیرد. هر وسیله مرتبط با گرمایش یا سرمایش ( رادیاتور روغن، یخچال)، تمام هزینه های انرژی هنگام تهیه غذا (مثلاً در یک کافه) یا بستنی نرم خیابانی تحت تأثیر این محاسبات است. همانطور که می دانید، ما در مورد کمیتی به عنوان ظرفیت گرمایی آب صحبت می کنیم. احمقانه است که فرض کنیم این کار توسط فروشندگان و مصرف کنندگان عادی انجام می شود، اما مهندسان، طراحان و سازندگان همه چیز را در نظر گرفتند و پارامترهای مناسب را در آن قرار دادند. لوازم خانگی. با این حال، محاسبات ظرفیت گرمایی بسیار گسترده‌تر استفاده می‌شود: در توربین‌های هیدرولیک و تولید سیمان، در آزمایش آلیاژهای هواپیما یا راه‌آهن، در ساخت‌وساز، ذوب و خنک‌سازی. حتی کاوش فضایی نیز به فرمول های حاوی این مقدار متکی است.

انواع ظرفیت حرارتی

بنابراین، در همه کاربردهای عملیاز ظرفیت گرمایی نسبی یا ویژه استفاده کنید. به عنوان مقدار گرما (توجه داشته باشید، بدون مقادیر بی نهایت کوچک) مورد نیاز برای گرم کردن مقدار واحد یک ماده به اندازه یک درجه تعریف می شود. درجه در مقیاس کلوین و سلسیوس یکسان است، اما در فیزیک مرسوم است که این مقدار را در واحدهای اول می نامند. بسته به اینکه واحد کمیت یک ماده چگونه بیان می شود، جرم، حجم و ظرفیت گرمایی ویژه مولی مشخص می شود. به یاد بیاورید که یک مول مقداری از ماده است که تقریباً شامل شش تا ده تا مولکول توان بیست و سوم است. بسته به وظیفه، ظرفیت گرمایی مربوطه استفاده می شود. ظرفیت گرمایی جرمی به صورت C تعیین می شود و بر حسب J/kg*K بیان می شود، ظرفیت حرارتی حجمی C` (J/m 3 *K)، ظرفیت گرمایی مولی C μ (J/mol*K) است.

گاز ایده آل

اگر مشکل گاز ایده آل حل شود، بیان آن متفاوت است. یادآوری می کنیم که در این ماده که در واقعیت وجود ندارد، اتم ها (یا مولکول ها) با یکدیگر تعامل ندارند. این کیفیت به طور اساسی هر ویژگی یک گاز ایده آل را تغییر می دهد. بنابراین، رویکردهای سنتی برای محاسبات نتیجه مطلوب را به همراه نخواهد داشت. یک گاز ایده آل به عنوان مدلی برای توصیف الکترون های یک فلز مورد نیاز است. ظرفیت گرمایی آن به عنوان تعداد درجات آزادی ذراتی که از آن تشکیل شده است تعریف می شود.

وضعیت تجمع

به نظر می رسد که برای یک ماده، تمام خصوصیات فیزیکی تحت هر شرایطی یکسان است. اما این درست نیست. هنگام انتقال به حالت دیگر تجمع (در حین ذوب و انجماد یخ، تبخیر یا انجماد آلومینیوم مذاب)، این مقدار به طور ناگهانی تغییر می کند. بنابراین، ظرفیت گرمایی آب و بخار آب متفاوت است. همانطور که در زیر خواهیم دید، به طور قابل توجهی. این تفاوت به شدت بر استفاده از هر دو ترکیب مایع و گاز این ماده تأثیر می گذارد.

گرمایش و ظرفیت حرارتی

همانطور که خواننده قبلاً متوجه شده است، ظرفیت گرمایی آب اغلب در دنیای واقعی ظاهر می شود. او منبع زندگی است، بدون او وجود ما غیرممکن است. انسان به آن نیاز دارد. از این رو، از قدیم الایام تا به امروز، وظیفه رساندن آب به منازل و صنایع یا مزارع همواره یک چالش بوده است. برای کشورهایی که دارند خوب است در تمام طول سالدمای مثبت رومیان باستان برای تامین این منبع ارزشمند برای شهرهای خود قنات هایی ساختند. اما در جایی که زمستان وجود دارد، این روش مناسب نخواهد بود. همانطور که می دانید یخ دارای حجم مخصوص بیشتری نسبت به آب است. به این معنی که وقتی در لوله ها یخ می زند به دلیل انبساط آن ها را از بین می برد. بنابراین، قبل از مهندسان گرمایش مرکزیو تحویل گرم و آب سردچالش در خانه این است که چگونه از این امر اجتناب کنیم.

ظرفیت گرمایی آب با در نظر گرفتن طول لوله ها، دمای مورد نیازی را که دیگ ها باید در آن گرم شوند، می دهد. با این حال، زمستان های ما می تواند بسیار سرد باشد. و در صد درجه سانتیگراد، جوشش از قبل رخ می دهد. در این شرایط ظرفیت گرمایی ویژه بخار آب به کمک می آید. همانطور که در بالا ذکر شد، وضعیت تجمع این مقدار را تغییر می دهد. خوب، دیگهای بخاری که گرما را به خانه‌های ما می‌آورند، دارای بخار بسیار داغ هستند. از آنجایی که دمای بالایی دارد، فشار باورنکردنی ایجاد می کند، بنابراین دیگ ها و لوله های منتهی به آنها باید بسیار بادوام باشند. که در در این موردحتی یک سوراخ کوچک، یک نشتی بسیار کوچک می تواند منجر به انفجار شود. ظرفیت گرمایی آب به دما و به صورت غیر خطی بستگی دارد. یعنی حرارت دادن آن از بیست تا سی درجه به انرژی متفاوتی نسبت به مثلاً صد و پنجاه تا صد شصت درجه نیاز دارد.

برای هر اقدامی که شامل گرم کردن آب است، این باید در نظر گرفته شود، به خصوص اگر در مورد حجم زیاد صحبت می کنیم. ظرفیت گرمایی بخار، مانند بسیاری از خواص آن، به فشار بستگی دارد. در همان دمای حالت مایع، حالت گازی تقریباً چهار برابر ظرفیت گرمایی کمتری دارد.

در بالا مثال‌های زیادی از اینکه چرا گرم کردن آب ضروری است و چگونه باید بزرگی ظرفیت گرمایی را در نظر گرفت، آوردیم. با این حال، ما هنوز به شما نگفته‌ایم که در بین تمام منابع موجود روی کره زمین، این مایع میزان مصرف انرژی نسبتاً بالایی برای گرم کردن دارد. این خاصیت اغلب برای خنک کردن استفاده می شود.

از آنجایی که ظرفیت گرمایی آب زیاد است، انرژی اضافی را به طور موثر و سریع جذب می کند. این در تولید، در تجهیزات پیشرفته (به عنوان مثال، در لیزر) استفاده می شود. و در خانه ما احتمالاً این را بیشتر می دانیم روش موثرتخم مرغ های سفت آب پز یا یک ماهیتابه داغ - زیر شیر آب سرد آبکشی کنید.

و اصل کار راکتورهای هسته ای اتمی به طور کلی بر اساس ظرفیت گرمایی بالای آب است. منطقه داغ، همانطور که از نامش پیداست، دمای فوق العاده بالایی دارد. آب با گرم شدن خود سیستم را خنک می کند و از کنترل خارج شدن واکنش جلوگیری می کند. پس می گیریم برق لازم(بخار گرم توربین ها را می چرخاند)، و هیچ فاجعه ای رخ نمی دهد.

گرمای خاصآب به شما امکان می دهد مقدار قابل توجهی گرما را جمع آوری و حفظ کنید.

ظرفیت گرمایی ویژه آب، این مقدار گرمایی است که آب می تواند در واحد وزن جمع کند.
بدون اطلاع از ظرفیت گرمایی آب و مصالح ساختمانیامکان ساخت وجود ندارد خانه گرم.
ظرفیت حرارتی آب و سازه های ساختمانینقش تعیین کننده ای در گرمایش خورشیدی و ذخیره سازی دارد گرمای خورشیدی، در آکومولاتورهای زمینی و آب.
در ساختن یک خانه گرم باید ظرفیت گرمایی ویژه مواد جامد مختلف را در نظر گرفت.
مقادیر استاندارد ظرفیت گرمایی ویژه مورد استفاده در ساخت خانه.
نحوه تعیین ظرفیت گرمایی آب، بدون اطلاع از ظرفیت گرمایی آب، نمی توان سیستم را محاسبه کرد گرمای خورشیدیدر خانه، ظرفیت حرارتی آب نقش مهمی در محلول ذخیره حرارت خورشیدی ایفا می کند.
بدون دانستن ظرفیت گرمایی آب، نمی توان سیستم گرمایشی یک خانه را محاسبه کرد، زیرا بزرگ است. ظرفیت گرمایی آب به ما اجازه می دهد تا از آن در سیستم های گرمایش و سرمایش استفاده کنیم.

سیستم گرمایش خانه، آپارتمان می تواند برق، گاز، سوخت جامد، سیستم بستهگرمایش با آب و بخار گرمای ویژه بالاتری نسبت به آب دارد.

اکثر سیستم های گرمایش یک خانه خصوصی، ساختمان های مسکونی، بخار یا آب گرم، جایی که ظرفیت گرمایی آب به شما امکان می دهد هزینه های خنک کننده را کاهش دهید.

آب داغ و بخار یک خنک کننده برای گرم کردن آب هستند.

ظرفیت گرمایی ویژه آب در 4 °С، 4200 kJ/kg درجه سانتی گراد
گرمایش بخار آب گاز یک خانه خصوصی، کف آب، اگر خنک کننده آب گرم باشد، در هنگام خنک شدن چقدر گرما آزاد می شود.
برای این کار باید ضریب انتقال حرارت، ضریب هدایت حرارتی آب در حین کار، ضریب انتقال حرارت در سیستم های گرمایشی را بدانیم.
گرمایش آب خانه خصوصی، ظرفیت گرمایی ویژه آب هنگام محاسبه سیستم ها، آب و گرمایش با بخار.
آب یک رسانای ایده آل برای گرما است.

چگونه ظرفیت گرمایی آب را محاسبه و اندازه گیری کنیم، چگونه خانه بسازیم، گرمایش کنیم بدون اینکه بدانیم ظرفیت گرمایی چیست؟
هنگام ساخت یک خانه، محاسبه سیستم های گرمایش، شرط اصلی برای راحتی مسکن، ظرفیت گرمایی خاص آب و هوا است.
با چگالی های مختلف آب در کیلوگرم متر مکعب، ظرفیت گرمایی و مقدار انرژی پتانسیل گرما تغییر می کند.
گرما در آب به دلیل انتشار منتقل می شود، دمای آب افزایش می یابد، مقدار گرما افزایش می یابد، چگالی آب کاهش می یابد، آب دارای ظرفیت گرمایی ویژه بالایی است، رایج ترین خنک کننده در سیستم های گرمایشی.
هدایت حرارتی بالا، انرژی گرمایی به دلیل اصطکاک داخلی و برخورد مولکول ها منتقل می شود.
ظرفیت گرمایی هوا مرتبه ای کمتر از آب است، اما سیستم های گرمایش هوا اهمیت خود را از دست نداده اند.
انرژی درونی بخار به دلیل ظرفیت گرمایی بالا، کاربرد وسیعی در آن پیدا کرده است اقتصاد ملی، دریافت برق.
ظرفیت گرمایی ویژه مواد جامد مختلف، در 20 درجه سانتی گراد.

نام	Crzh کیلوژول بر کیلوگرم درجه سانتیگراد	نام	Crzh kJ/kg°C
ورق آزبست سیمان	0,96	سنگ مرمر	0,80
بازالت	0,84	خاک رس ماسه سنگ - آهکی	0,96
بتن	1,00	ماسه سنگ سرامیکی	0,75-0,84
الیاف معدنی	0,84	ماسه سنگ قرمز	0,71
گچ	1,09	شیشه	0,75-0,82
خاک رس	0,88	ذغال سنگ نارس	1,67...2,09
اسلب گرانیت	0,75	سیمان	0,80
خاک ماسه ای	1.1...3.2	چدن	0,55
چوب بلوط	2,40	سنگ لوح	0,75
چوب صنوبر	2,70	سنگ خرد شده	0,75...1,00
تخته های فیبر	2,30	خاک مرطوب

ظرفیت گرمایی ویژه آب در دماهای مختلف

که در آن срж = 4.1877 کیلوژول / (کیلوگرم⋅K) ظرفیت گرمایی همسان آب است.
1 لیتر آب را 1 درجه گرم کنید = 1 کیلو کالری.
1 کیلووات در ساعت = 865 کیلو کالری، این انرژی برای گرم کردن 865 لیتر آب به اندازه 1 درجه یا 8.65 لیتر تا 100 درجه سانتیگراد کافی است. \
مقدار گرد 1 کیلووات ساعت = 3600 کیلوژول ~ 860 کیلو کالری = 860000 کالری.
1 کیلو کالری ~ 4187 J = 4.187 کیلوژول ~ 0.001163 کیلووات ساعت.
برای گرم کردن آب 1 درجه سانتیگراد. 5000 لیتر *1 کیلوکالری/ 865 کیلوکالری = 0.578 کیلووات بر ساعت * اگر در دمای 60 درجه سانتی گراد = 290 کیلووات بر ساعت باشد.
مقدار گرما با کالری اندازه گیری می شود.
یک کالری مقدار حرارتی است که برای گرم کردن یک گرم آب به اندازه یک درجه سانتی گراد صرف می شود. در فشار جو(101325 Pa). همه جا به کلوین می نویسند و شما هم می توانید همین را بگویید.
اما من فقط می گویم که تغییر یک درجه سانتیگراد منجر به اختلاف یک درجه کلوین می شود.
تفاوت کلوین و سلسیوس تنها یک تفاوت شیفت 273.15 واحدی است. یعنی درجه سانتی گراد = کلوین-273.15.
1 کالری = 4.1868 جی.
1 ژول = 0.2388 کالری.
نحوه تبدیل واحدهای اندازه گیری
1 کالری = 4.1868 جی.
1 ژول = 0.2388 کالری.
چگونه همه اینها را به وات ساعت تبدیل کنیم.
1 کالری = 0.001163 Wh
1 کیلو کالری = 1.163 وات ساعت

طبق تعریف، کالری مقدار گرمای مورد نیاز برای گرم کردن یک سانتی‌متر مکعب آب به میزان ۱ درجه سانتی‌گراد است. Gcal که برای اندازه گیری انرژی حرارتی در مهندسی برق حرارتی و تاسیسات استفاده می شود، یک میلیارد کالری دارد. 100 سانتی متر در 1 متر وجود دارد، بنابراین در یک متر مربع- 100 x 100 x 100 = 1000000 CM3. بنابراین، برای گرم کردن M3 آب به میزان 1 درجه، 1،000،000 کالری یا 0.001 Gcal نیاز است.
در دمای آب T1 = 5 ° C - اگر تا T2 = 50 ° C گرم شود. برای گرم کردن M3 (1000 کیلوگرم) آب، انرژی Q = ظرفیت حرارتی C آب * اختلاف دمای T1-T2 * 1000 کیلوگرم را در نظر می گیریم، 4.183 کیلوژول/(کیلوگرم K) * 45 درجه سانتی گراد * 1000 کیلوگرم = داریم. 188235 کیلوژول. (188.235 MJ)، بر حسب کیلووات ساعت = 188235/3600 = 52.2875 کیلووات ساعت
یعنی برای گرم کردن 1 متر مکعب آب از 5 درجه سانتی گراد تا 50 درجه سانتی گراد، به حدود 6 متر مکعب گاز نیاز دارید.

مقدار گرمای مورد نیاز برای افزایش دما از Tn به Tk جسمی با جرم m را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد: Q = C x (Tn - Tk) x m, kJ
جایی که m وزن بدن است، کیلوگرم؛ C - ظرفیت گرمایی ویژه، kJ/(kg*K)

ظرفیت گرمایی ویژه برخی از مواد دما را بر حسب کلوین (K) اندازه گیری می کند. جدول I: مقادیر استاندارد ظرفیت حرارتی ویژه
ظرفیت گرمایی ویژه در اینجا با استفاده از واحدها داده می شود	وضعیت تجمع	خاص ظرفیت گرمایی kJ/(kg K)
هوا (خشک)	گاز	1,005
آلومینیوم	جامد	0,930
برنجی	جامد	0,377
فلز مس	جامد	0,385
فولاد	جامد	0,500
اهن	جامد	0,444
چدن	جامد	0,540
شیشه کوارتز	جامد	0,703
آب 373K (100 درجه سانتیگراد)	گاز	2,020
اب	مایع	4,183

ظرفیت حرارتی ویژه آب، ظرفیت حرارتی ویژه جامدات مختلف، مقادیر ظرفیت حرارتی ویژه استاندارد

جدول خواص ترموفیزیکی بخار آب را بر روی خط اشباع بسته به دما نشان می دهد. خواص بخار در جدول در محدوده دمایی 0.01 تا 370 درجه سانتیگراد آورده شده است.

هر دما مربوط به فشاری است که در آن بخار آب در حالت اشباع قرار دارد. به عنوان مثال، در دمای بخار آب 200 درجه سانتیگراد، فشار آن 1.555 MPa یا حدود 15.3 atm خواهد بود.

ظرفیت گرمایی ویژه بخار، هدایت حرارتی و هدایت حرارتی آن با افزایش دما افزایش می یابد. چگالی بخار آب نیز افزایش می یابد. بخار آب گرم، سنگین و چسبناک با ظرفیت گرمایی ویژه بالا می شود که تأثیر مثبتی در انتخاب بخار به عنوان خنک کننده در برخی از انواع مبدل های حرارتی دارد.

به عنوان مثال، طبق جدول، ظرفیت گرمایی ویژه بخار آب ج صدر دمای 20 درجه سانتیگراد 1877 ژول بر (کیلوگرم درجه) است و وقتی تا 370 درجه سانتیگراد گرم می شود، ظرفیت گرمایی بخار به مقدار 56520 ژول بر (کیلوگرم درجه) افزایش می یابد.

جدول خواص ترموفیزیکی بخار آب را در خط اشباع نشان می دهد:

• فشار بخار در دمای مشخص p·10 -5, Pa;
• چگالی بخار ρ″ کیلوگرم بر متر مکعب ;
• آنتالپی خاص (جرمی). h″، کیلوژول بر کیلوگرم؛
• r، کیلوژول بر کیلوگرم؛
• ظرفیت گرمایی ویژه بخار ج ص، کیلوژول/(کیلوگرم درجه)؛
• ضریب هدایت حرارتی λ·10 2، W/(m deg)؛
• ضریب انتشار حرارتی a·10 6 m 2 /s;
• ویسکوزیته دینامیکی μ·10 6، پاس;
• اصطحکاک جنبشی ν·10 6 m 2 /s;
• شماره پراندتل Pr.

گرمای ویژه تبخیر، آنتالپی، انتشار حرارتی و ویسکوزیته سینماتیکی بخار آب با افزایش دما کاهش می یابد. ویسکوزیته دینامیکی و عدد پراندتل بخار افزایش می یابد.

مراقب باش! هدایت حرارتی در جدول به توان 10 2 نشان داده شده است. تقسیم بر 100 را فراموش نکنید! برای مثال، هدایت حرارتی بخار در دمای 100 درجه سانتیگراد 0.02372 W/(m deg) است.

هدایت حرارتی بخار آب در دماها و فشارهای مختلف

جدول مقادیر هدایت حرارتی آب و بخار آب را در دماهای 0 تا 700 درجه سانتیگراد و فشار از 0.1 تا 500 اتمسفر نشان می دهد. ابعاد هدایت حرارتی W/(m deg).

خط زیر مقادیر در جدول به معنای انتقال فاز آب به بخار است، یعنی اعداد زیر خط به بخار و اعداد بالای آن به آب اشاره دارد. با توجه به جدول مشاهده می شود که با افزایش فشار مقدار ضریب و بخار آب افزایش می یابد.

توجه: رسانایی حرارتی در جدول با توان 10 3 نشان داده شده است. تقسیم بر 1000 را فراموش نکنید!

هدایت حرارتی بخار آب در دماهای بالا

جدول مقادیر هدایت حرارتی بخار آب تفکیک شده را در ابعاد W/(m deg) در دماهای 1400 تا 6000 کلوین و فشار 0.1 تا 100 atm نشان می دهد.

با توجه به جدول، هدایت حرارتی بخار آب در دمای بالادر ناحیه 3000...5000 کلوین به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. در مقادیر فشار بالا، حداکثر ضریب هدایت حرارتی در دماهای بالاتر به دست می آید.

مراقب باش! هدایت حرارتی در جدول به توان 10 3 نشان داده شده است. تقسیم بر 1000 را فراموش نکنید!