Удельная теплоемкость воды

Видео: Физика. Термодинамика: Удельная теплоёмкость. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»

Вода – настолько привычный атрибут нашей повседневности, что, наверное, трудно найти человека, который, не имея на то профессиональных оснований, задумывался о ее физико-химических свойствах. Но, уж если придется о ней завести речь именно в этом контексте, то довольно часто приходиться слышать тезис о том, что эта проблема – малоинтересна по причине того, что о воде давным–давно все известно и выяснено до уровня аксиом. Однако это совсем не так. Природа химического соединения, известного нам под названием вода, исследована еще недостаточно, чтобы можно было утверждать, что мы знаем о ней все.

Видео: Фоксфорд онлайн 2016. 8 класс. Задание №3 Самовар

Действительно, вода повсюду вокруг нас, но с точки зрения ее физико-химической природы, весьма интересным представляется тот факт, что она представляет собой практически универсальный растворитель. Это качество, в свою очередь, определяется целым перечнем свойств воды, которые и делают растворительные возможности соединения универсальными.

Например, всем известно со школьной скамьи, что при увеличении температуры от 0 С до +4 С происходит увеличение плотности вещества, после чего этот показатель сам начинает постепенно снижаться. Такое своеобразное изменение параметров плотности объясняется особенностями структуры молекул воды и характером взаимодействий между ними. Интересным представляется и такой процесс, в ходе которого таким же скачкообразным образом, изменяются значения таких ее параметров, как удельная теплоемкость воды, плотность и теплопроводность. В качестве примера можно привести такую зависимость. Установлено, что удельная теплоемкость воды почти в два раза больше, чем тот же показатель у льда.

Чтобы объяснить данный феномен, следует напомнить, что, собственно, представляет собой теплоемкость. Для лучшего понимания предметом определения следует избрать термин удельная теплоемкость. Это величина, обозначаемая в физических формулах как «с», которая показывает, какое количество теплоэнергии следует израсходовать, чтобы обеспечить повышение температуры 1 кг вещества (в данном случае – воды) на один градус.

Так вот, у воды показатель теплоемкости аномален не только исходя из своего значения. Доказано экспериментальным путем, что удельная теплоемкость воды имеет совершенно различные значения при разных температурах, да и характер данной динамики представляет собой необычную зависимость. Теплоемкость воды падает в своем значении только в диапазоне температур от 0 до 37 С. Если же затем температуру повышать, то и значение теплоемкости также будет повышаться.

Видео: Теплоемкость воды, горение и... смирение перед Богом

В ходе многочисленных экспериментов было установлено, что самой наименьшее значение удельной теплоемкости воды фиксируется при значении температуры в 36,8 С. Прочитывая эти строки, никаких ассоциаций не вызывает это число? Конечно! Это – показатель нормальной температуры тела не только человека, но и подавляющего количества всех теплокровных. В этом показателе существует и еще одна интересная деталь. Дело в том, что динамика прохождения показателей удельной теплоемкости характеризуется своеобразной симметрией. Она заключается в том, что и при температурах ниже нуля также имеется свое значение минимума теплоемкости. Он находится в значении температуры -20 С. Именно так характеризует такой параметр, как удельная теплоемкость воды, таблица, которая применяется для быстрого определения значений теплопроводности.

Причину данного феномена следует объяснять исходя из анализа физических свойств воды. Вода – химическое соединение, обладающее очень высокой теплоемкостью. Это означает то, что, будучи способной поглотить значительное количество теплоэнергии, сама вода, при этом, нагреется несущественно. Сравнивая с другими веществами, мы видим, что удельная теплоемкость воды в целых 5 раз превосходит такой же параметр у песка и в 10 раз у железа.

Видео: Задание №1 § 8. Удельная теплоемкость - Физика 8 класс (Перышкин)

Именно такая способность воды аккумулировать гигантские запасы теплоэнергии обеспечивает стабильность температурного режима на планете, позволяет сглаживать негативные последствия температурных скачков в связи со сменой времен года, часов суток. Вода, благодаря своим особенностям в сфере теплоемкости, выступает в качестве главного терморегулятора Земли.