Обладает вода теплопроводностью: Вода обладает высокой теплопроводностью

Обладает ли обычная вода тепло- и электропроводностью




Все о воде





Автор admin На чтение 3 мин Просмотров 129 Опубликовано



Кто знает формулу воды со школьной скамьи? Конечно, все. Вполне вероятно, что от всего курса химии многим, кто потом ее не изучает специально, остается только знание того, что обозначает формула Н. 2 О. А сейчас мы попытаемся наиболее подробно и глубоко выяснить, обладает ли обычная вода тепло- и электропроводностью.

Содержание

  1. Физические свойства воды
  2. Электропроводность воды
  3. Теплопроводность воды

Физические свойства воды

Вода обладает рядом важных физических свойств. Хотя эти свойства знакомы из-за вездесущности воды, большинство физических свойств воды совершенно нетипичны. Учитывая низкую молярную массу составляющих ее молекул, вода имеет необычно высокие значения вязкости, поверхностного натяжения, теплоты парообразования и энтропии парообразования, и все это можно приписать обширным взаимодействиям водородных связей, присутствующим в жидкой воде.

Открытая структура льда, обеспечивающая максимальную водородную связь, объясняет, почему твердая вода менее плотна, чем жидкая вода — весьма необычная ситуация среди обычных веществ.

К основным физическим свойствам h3O относятся:

  • плотность;
  • прозрачность;
  • цвет;
  • запах;
  • вкус;
  • температура;
  • сжимаемость;
  • радиоактивность;
  • тепло- и электропроводность.

© shutterstock

Электропроводность воды

Способность воды проводить электрический ток известна как EC или электропроводность воды. Химические вещества или соли разрушаются и растворяются в воде в виде положительно и отрицательно заряженных ионов, и эти свободные ионы в воде проводят электричество. В результате электропроводность воды зависит от концентрации ионов.

Для расчета ЕС солености воды и общего количества растворенных твердых веществ используются данные о чистоте воды. Проводимость меньше для более чистой воды. Например, дистиллированная вода действует как изолятор, тогда как соленая вода является очень эффективным электрическим проводником.

Натрий, калий, кальций и магний являются основными положительно заряженными ионами, влияющими на проводимость. Точно так же хлорид, карбонат, сульфат и бикарбонат являются основными отрицательно заряженными ионами.

Принимая во внимание, что нитраты и фосфаты вносят незначительный вклад в проводимость, но важны биологически. Дождь, геология и испарение являются естественными воздействиями ЕС на воду. Воздействие человека включает дорожную соль, фильтрат из септиков/свалок, непроницаемый поверхностный сток и сток с сельскохозяйственных угодий.

Теплопроводность воды

Теплопроводность  воды   составляет   0,598 Вт/(м·К)  .

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым   теплопроводностью  k (или λ), измеряемым в   Вт/мК  . Это мера способности вещества передавать тепло через материал путем   теплопроводности  . Обратите внимание, что   закон Фурье   применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность     большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры Для паров это также зависит от давления. Обычно:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно написать   k = k(T)  . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.















Теплоизоляционные свойства кирпича| gidrofob.com.ua

Вода и влага пагубно влияют на стены зданий и сооружений, они ее напитывают. Особенно это актуально в осенний и зимний период. Постройки из кирпича, газоблока, шлакоблока, керамоблока, пеноблока насыщаются водой из-за того, что имеют капиллярно-пористую структуру.

В обычном состоянии эти материалы содержат микроячейки воздуха. Они обеспечивают эффективную теплоизоляцию. Но, когда эти ячейки заполняются влагой, происходит резкое повышение теплопроводности материала. Поскольку вода обладает коэффициентом теплопроводности в 22,7 раза больше, чем воздух, а лед – в 99 раз. Если был резкий спад температуры после влажной погоды, произойдет замерзание влаги в верхнем слое. Это еще больше увеличивает в нем теплопроводность материала. Следовательно, стены становятся ледяные. Далее, отопление таких домой, до нормальной температуры, потребует значительных энергетических затрат.

Как сохранить тепло в доме?

Что же такое теплопроводность?

Теплопроводность — способность материалов проводить тепло от более нагретых частей материала к менее нагретым частям. Теплопроводность зависит от плотности, структуры материала.

Коэффициент теплопроводности — это физическое свойство каждого материала. Проще говоря, это поток тепла через различные материалы. Теплопроводность строительных материалов, в последние годы популярна из-за все более и более жестких норм в области охраны окружающей среды. Ограничения эти должны привести к снижению потребления энергии. Это возможно за счет использования материалов с низкими коэффициентами теплопроводности.

Коэффициент теплопроводности — это количество тепловой энергии, протекающей через определенную массу образца в результате внешней разницы температур.

Это одна из важнейших характеристик изоляционных материалов. Чем меньше значение коэффициента, тем материал хуже проводит тепло. А следовательно, лучше изолируют от его потери. Это означает, что в тех же условиях больше тепла пройдет через вещество с большей теплопроводностью.

Согласно второму закону термодинамики, тепло всегда течет к области с более низкой температурой.

Второй закон термодинамики

Единицей измерения коэффициента теплопроводности в системе СИ является Вт/(м•K).

Коэффициент теплопроводности характеризует интенсивность передачи тепла через данный материал. Веществами, лучше всего проводящими тепло являются металлы, наименее газы. Как правило, материалы, которые хорошо проводят ток, (медь, алюминий, золото и серебро), являются также хорошими проводниками тепла. А электрические изоляторы (дерево, пластик, резина) плохо проводят тепло. Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов возрастает с повышением температуры, а у металлов уменьшается. Сплавы разных металлов обычно имеют меньшее значение теплопроводности, чем их составляющие. Теплопроводность неоднородных веществ зависит, в частности, от их структуры, пористости, но, прежде всего, плотности. Если производитель заявляет о низком значении коэффициента при низких плотностях, это должно вызвать много сомнений у покупателя.

Коэффициенты теплопроводности для разных материалов

Материал Коэффициент теплоотдачи [Вт/(м·К)]
Пенополиуретан 0,025-0,45
Воздух 0,025
Минеральная вата 0,031-0,045
Пенополистирол 0,032-0,045
Пробка 0,045-0,07
Войлок, маты и плиты из минеральной ваты 0,042-0,045
Древесина 0,16-0,3 (сосна и ель), 0,22-0,4 (дуб)
Кирпич 0,15-1,31
Цемент 0,29
Вода 0,6
Простой бетон из щебня 1-1,7

Коэффициенты теплопередачи изоляционных материалов должны принимать наименьшие возможные значения. Чем меньше значение коэффициента, тем меньше должна быть толщина слоя изоляции, чтобы обеспечить определенное значение коэффициента теплопередачи на перегородке. В настоящее время производители теплоизоляционных материалов (полистирол, графитовые плиты или минеральная вата) стремятся минимизировать толщину продукта за счет уменьшения коэффициента, например, для полистирола 0,032-0,045, для сравнения кирпичей 0,15-1,31.

Что касается строительных материалов, коэффициент теплопроводности имеет меньшее значение, но в настоящее время стремятся к производству строительных материалов с низким значением (например, керамический полый кирпич, керамзитобетонные блоки, ячеистые бетонные блоки). Такие материалы позволяют создавать однослойную стену (без изоляции) или с минимально возможной толщиной изолирующего слоя.

Как защитить дом, построенный из таких материалов как кирпич, газоблок, пеноблок, керамоблок, пеноблок?

Чтобы продлить их срок эксплуатации существует эффективное средство для пропитки – гидрофобизатор FOB-F7, которая имеет необычные качества. Водоотталкивающая пропитка имеет свойство повышать теплоизоляционные свойства. Благодаря этому свойству создается защитный слой от влаги, который и дает возможность успешно изолировать микротрещины, что увеличивает срок эксплуатации здания. Попадая на стены, вода будет просто стекать вниз «как с гуся вода», не проникая внутрь. Гидрофобная пропитка FOB-F7 защитит не только от негативного влияния воды и накопления ее в глубоких слоях, но еще и от грибка, плесени, высолов.

Эффективное средство для пропитки кирпича – гидрофобизатор FOB-F7

Гидроизоляцию нужно делать даже для профилактики, даже если еще нет высолов на поверхности материала. Через некоторое время под воздействием некоторых факторов окружающей среды материал все равно станет влажным. А это значит, что хуже будет удерживать тепло, и теплопотеря возрастет в два раза. Гидрофобизатор FOB-F7 хорошо действует в зимний период, сберегая морозостойкость. В отличии от других защитных средств ФОБ-Ф7 обеспечивает долгосрочный влагозащитный эффект аж до 15 лет.

Посетите сайт https://gidrofob.com.ua/ , ознакомтесь с ассортиментом и выберите нужный вам объем гидрофобизатора: 1л, 5л и 10л.

термодинамика — Теплопроводность и удельная теплоемкость: расчет времени, необходимого для охлаждения объема воды

Я химик по образованию и имею опыт решения дифференциальных уравнений, хотя его было недостаточно для решения моей проблемы.

Вот проблема:

Я сам варю пиво и строю охлаждающий аппарат для охлаждения сусла после его кипячения. Охлаждающее устройство состоит из медной трубы $1/4″$ (d) дюйма (толщина $=0,04″$), которая должна быть погружена в сусло $(20L)$, при этом холодная вода $(10C)$ постоянно течет через медь. трубка. Это аналогично тому, как работает конденсатор Грэма для охлаждения горячих паров. (На случай, если двойные измерения не выдают этого, я канадец. Почти все в метрической системе, кроме наших строительных материалов)

Мой вопрос:

Сколько времени потребуется, чтобы охладить сусло до 37 канадских долларов? К тепловому равновесию с холодной водой $(10C)$ ?

Подход/предположения:

  1. Скорость бегущей воды достаточно высока, так что ее температура постоянна $dT_a=0$.

  2. Удельная теплоемкость воды не зависит от температуры $dC_s/dT=0$

  3. Теплопроводность не зависит от температуры $dk/dT=0$

  4. Температура воды однородна.

  5. Сусло имеет такие же термические свойства, как и чистая вода (на самом деле, растворенные сахара могут изменить эти значения)

Подход: Во-первых, выражение для количества тепла, необходимого для охлаждения сусла до заданной температуры $T_w$, выводится с использованием удельной теплоемкости.

$$dq=m×C_s×dT \tag1$$

$$\ \ \ \ q=mC_s(T_w-T_0)$$

$\rm q=тепло \ (Дж)$

92 \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ $$

$\rm s=толщина \\ медной\ трубы$

$$= 0,04″=0,001024\ м$$

Интегрирование Уравнение 2 относительно $dT$ дает Уравнение 3 .

$$q=k×A/s(T_w(t)-T_a)dt \tag3 $$

Здесь я начинаю застревать. знать общее количество тепла, которое необходимо передать для охлаждения сусла до температуры $T_w$ (уравнение 1) . {-zt}$ или что-то подобное. Экспериментальные данные позволили бы мне решить $A$ и $z$.

Я на правильном пути? Что я упускаю, что позволило бы мне определить время?

Морская вода | Состав, свойства, распространение и факты

Багамы

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:
В. Уолфрид Экман
Ричард Х. Флеминг
Похожие темы:
морской лед
водная масса
термоклин
галоклин
пикноклин

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

морская вода , вода, из которой состоят океаны и моря, покрывающая более 70 процентов поверхности Земли. Морская вода представляет собой сложную смесь из 96,5% воды, 2,5% солей и небольшого количества других веществ, включая растворенные неорганические и органические вещества, твердые частицы и небольшое количество атмосферных газов.

Морская вода является богатым источником различных важных с коммерческой точки зрения химических элементов. Большая часть магния в мире извлекается из морской воды, как и большое количество брома. В некоторых частях мира хлорид натрия (поваренную соль) до сих пор получают путем выпаривания морской воды. Кроме того, опресненная морская вода может служить безграничным запасом питьевой воды. Многие крупные опреснительные установки были построены в засушливых районах вдоль морских побережий на Ближнем Востоке и в других местах, чтобы уменьшить нехватку пресной воды.

Химические и физические свойства морской воды

Узнайте, что делает морскую воду такой соленой

Просмотреть все видео к этой статье

Шесть самых распространенных ионов морской воды: хлорид (Cl ), натрий (Na + ), сульфат ( SO 2 4 ), магний (Mg 2+ ), кальций (Ca 2+ ) и калий (K + ). По весу эти ионы составляют около 99 процентов всех морских солей. Количество этих солей в объеме морской воды варьируется из-за локального добавления или удаления воды (например, за счет осаждения и испарения). Содержание соли в морской воде определяется соленостью ( S ), который определяется как количество соли в граммах, растворенной в одном килограмме морской воды, и выражается в частях на тысячу. Соленость в открытом океане колеблется примерно от 34 до 37 частей на тысячу (0/00 или ppt), что также может быть выражено как от 34 до 37 практических единиц солености (psu).

Неорганический углерод, бромид, бор, стронций и фторид составляют другие основные растворенные вещества морской воды. Из многих второстепенных растворенных химических компонентов неорганический фосфор и неорганический азот являются одними из наиболее заметных, поскольку они важны для роста организмов, населяющих океаны и моря. Морская вода также содержит различные растворенные атмосферные газы, главным образом азот, кислород, аргон и углекислый газ. Некоторые другие компоненты морской воды представляют собой растворенные органические вещества, такие как углеводы и аминокислоты, а также богатые органическими веществами частицы. Эти материалы возникают в основном в верхних 100 метрах (330 футов) океана, где растворенный неорганический углерод преобразуется в результате фотосинтеза в органическое вещество.

Многие характеристики морской воды соответствуют характеристикам воды в целом из-за их общих химических и физических свойств. Например, молекулярная структура морской воды, как и пресной, способствует образованию связей между молекулами. Некоторые из отличительных качеств морской воды связаны с содержанием в ней солей. Вязкость (т. е. внутреннее сопротивление течению) морской воды, например, выше, чем у пресной воды, из-за ее более высокой солености. Плотность морской воды также выше по той же причине. Температура замерзания морской воды ниже, чем у чистой воды, а температура кипения выше.

Химический состав

Химический состав морской воды зависит от множества механизмов переноса химических веществ. Реки добавляют растворенные химические вещества и твердые частицы на окраины океана. Переносимые ветром твердые частицы переносятся в срединно-океанические районы за тысячи километров от их континентальных источников. Гидротермальные растворы, которые циркулируют через материалы земной коры под морским дном, добавляют как растворенные, так и твердые материалы в глубины океана. Организмы в верхних слоях океана превращают растворенные материалы в твердые вещества, которые в конечном итоге оседают на большие глубины океана. Твердые частицы при переходе на морское дно, а также материалы как на морском дне, так и внутри него, подвергаются химическому обмену с окружающими растворами. Благодаря этим локальным и региональным механизмам поступления и удаления химических веществ каждый элемент в океанах имеет тенденцию демонстрировать пространственные и временные вариации концентрации. Физическое перемешивание в океанах (термогалинная и ветровая циркуляция) способствует гомогенизации химического состава морской воды. Противоположные влияния физического смешения и биогеохимических механизмов поступления и удаления приводят к значительному разнообразию химического распределения в океанах.