معامل التوصيل الحراري للماء عند درجات حرارة مختلفة. موسوعة كبيرة عن النفط والغاز

يتمتع الماء بسعة حرارية عالية. تلعب السعة الحرارية العالية للمياه دورًا مهمًا في عملية تبريد وتسخين المسطحات المائية ، وكذلك في تشكيل الظروف المناخية للمناطق المجاورة. يبرد الماء ببطء ويسخن خلال النهار وأثناء تغير الفصول. لا يتجاوز الحد الأقصى لتقلب درجات الحرارة في المحيط العالمي 40 درجة مئوية ، بينما يمكن أن تصل هذه التقلبات في الهواء إلى 100-120 درجة مئوية. الموصلية الحرارية (أو نقل الطاقة الحرارية) للماء لا يكاد يذكر. لذلك ، لا يقوم الماء والثلج والجليد بتوصيل الحرارة بشكل جيد. في المسطحات المائية ، يكون انتقال الحرارة إلى الأعماق بطيئًا جدًا.

لزوجة الماء. التوتر السطحي

مع زيادة الملوحة ، تزداد لزوجة الماء قليلاً. اللزوجة أو الاحتكاك الداخلي هي خاصية المواد السائلة (السائلة أو الغازية) لمقاومة تدفقها. تعتمد لزوجة السوائل على درجة الحرارة والضغط. يتناقص مع زيادة درجة الحرارة وزيادة الضغط. يحدد التوتر السطحي للماء قوة الالتصاق بين الجزيئات ، وكذلك شكل سطح السائل. من بين جميع السوائل باستثناء الزئبق ، يكون للماء أعلى توتر سطحي. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تنخفض.

حركة المياه رقائقية ومضطربة وثابتة وغير مستقرة وموحدة وغير منتظمة

الحركة الصفحية هي تدفق نفاث موازٍ ، مع تدفق مستمر للماء ، وسرعة كل نقطة من التدفق لا تتغير بمرور الوقت ، لا في الحجم ولا في الاتجاه. مضطرب - شكل من أشكال التدفق تقوم فيه عناصر التدفق بحركات غير منظمة على طول المسارات المعقدة. بحركة موحدة ، يكون السطح موازيًا لسطح القاع المستوي. مع الحركة غير المتساوية ، يكون ميل سرعة تدفق قسم المعيشة ثابتًا في طول المقطع ، ولكنه يختلف على طول طول التدفق. تتميز الحركة غير المستقرة بحقيقة أن جميع العناصر الهيدروليكية للتدفق في القسم المدروس تتغير في الطول والوقت. ثابت - على العكس من ذلك.

دورة المياه ، وصلاتها القارية والمحيطية ، الدورة القارية

يتم تمييز ثلاثة روابط في الدورة - المحيطية والغلاف الجوي والقاري. يشمل القاري روابط صخرية ، وتربة ، ونهر ، وبحيرة ، وجليدية ، وبيولوجية واقتصادية. يتميز ارتباط الغلاف الجوي بنقل الرطوبة في دوران الهواء وتكوين الترسيب. يتميز الارتباط المحيطي بتبخر الماء ، حيث يتم استعادة محتوى بخار الماء في الغلاف الجوي باستمرار. يعتبر الدوران داخل القارات نموذجيًا لمناطق الجريان السطحي الداخلي.

التوازن المائي لمحيطات العالم ، الكرة الأرضية ، الأرض

تجد دورة الرطوبة العالمية للأرض تعبيرها في التوازن المائي للأرض ، والذي يتم التعبير عنه رياضيًا بواسطة معادلة توازن الماء (للأرض ككل ولأجزائها الفردية). يمكن تقسيم جميع مكونات (مكونات) الميزان المائي إلى جزأين: الوارد والصادر. التوازن هو خاصية كمية لدورة المياه. تُستخدم طريقة حساب التوازن المائي لدراسة العناصر الواردة والصادرة لأجزاء كبيرة من الكرة الأرضية - الأرض والمحيط والأرض ككل ، والقارات الفردية ، وأحواض الأنهار والبحيرات الكبيرة والصغيرة ، وأخيراً المساحات الكبيرة الحقول والغابات. تسمح هذه الطريقة لعلماء الهيدرولوجيا بحل العديد من المشكلات النظرية والعملية. تعتمد دراسة الميزان المائي على مقارنة أجزائه الواردة والصادرة. على سبيل المثال ، بالنسبة للأرض ، فإن هطول الأمطار هو الجزء القادم من الميزان ، والتبخر هو الجزء الخارج. يحدث تجديد المحيط بالمياه بسبب جريان مياه النهر من الأرض ، ويرجع التدفق إلى التبخر.

معلومات ذات صله:

1. كيف تشتري السماء أو دفء الأرض؟ هذه الفكرة غير مفهومة بالنسبة لنا. إذا لم يكن لدينا هواء نقي ورذاذ ماء فكيف تشتريها منا؟

صفحة 1

الموصلية الحرارية للماء أعلى بحوالي 5 مرات من تلك الخاصة بالزيت. يزداد مع زيادة الضغط ، ولكن عند الضغوط التي تحدث في عمليات النقل الهيدروديناميكي ، يمكن اعتباره ثابتًا.

الموصلية الحرارية للماء أعلى بحوالي 28 مرة من تلك الموجودة في الهواء. وفقًا لهذا ، يزداد معدل فقدان الحرارة عندما ينغمس الجسم في الماء أو عند ملامسته له ، وهذا يحدد إلى حد كبير إحساس الشخص بالحرارة في الهواء والماء. لذلك ، على سبيل المثال ، عند - (- 33 ، يبدو الهواء دافئًا بالنسبة لنا ، وتبدو درجة حرارة الماء نفسها غير مبالية. تبدو لنا درجة حرارة الهواء 23 غير مبالية ، ويبدو الماء بنفس درجة الحرارة باردًا. عند - (- 12 يبدو الهواء بارداً والماء يبدو بارداً.

تعتبر الموصلية الحرارية للماء وبخار الماء بلا شك أفضل دراسة تمت دراستها من بين جميع المواد الأخرى.

الموصلية الحرارية للماء لها مسار درجة حرارة موجبة ، وبالتالي ، عند التركيزات المنخفضة ، تزداد الموصلية الحرارية للمحاليل المائية للعديد من الأملاح والأحماض والقلويات مع زيادة درجة الحرارة.

تكون الموصلية الحرارية للماء أكبر بكثير من تلك الخاصة بالسوائل الأخرى (باستثناء المعادن) وتتغير أيضًا بشكل غير طبيعي: فهي تزيد حتى 150 درجة مئوية ثم تبدأ في الانخفاض فقط. الموصلية الكهربائية للماء صغيرة جدًا ، لكنها تزداد بشكل ملحوظ مع زيادة درجة الحرارة والضغط. درجة الحرارة الحرجة للماء هي 374 درجة مئوية ، والضغط الحرج 218 ضغط جوي.

تكون الموصلية الحرارية للماء أكبر بكثير من تلك الخاصة بالسوائل الأخرى (باستثناء المعادن) ، كما أنها تتغير بشكل شاذ: فهي تزداد حتى 150 درجة مئوية ثم تبدأ في الانخفاض فقط. الموصلية الكهربائية للماء صغيرة جدًا ، لكنها تزداد بشكل ملحوظ مع زيادة درجة الحرارة والضغط. درجة الحرارة الحرجة للماء هي 374 درجة مئوية ، والضغط الحرج 218 ضغط جوي.

الموصلية الحرارية للماء لها مسار درجة حرارة موجبة ، وبالتالي ، عند التركيزات المنخفضة ، تزداد الموصلية الحرارية للمحاليل المائية للعديد من الأملاح والأحماض والقلويات مع زيادة درجة الحرارة.

تزداد الموصلية الحرارية للماء والمحاليل المائية للأملاح ومحاليل الكحول والماء وبعض السوائل الأخرى (على سبيل المثال ، الجليكول) مع زيادة درجة الحرارة.

الموصلية الحرارية للماء صغيرة جدًا مقارنةً بالتوصيل الحراري للمواد الأخرى ؛ لذلك ، فإن التوصيل الحراري للفلين هو 0 1 ؛ الأسبستوس - 0 3-0 6 ؛ الخرسانة - 2-3 ؛ شجرة - 0 3 - 1 0 ؛ طوب 1 5 - 2 0 ؛ الجليد - 5 5 كالوري / سم ثانية.

الموصلية الحرارية للماء X عند 24 هي 0511 ، وقدرتها الحرارية 1 كيلو كالوري كجم.

الموصلية الحرارية لماء prn 25 هي 1 43-10-3 كالوري / سم-ثانية.

نظرًا لأن الموصلية الحرارية للماء (R 0 5 kcal / m - h - deg) أكبر بنحو 25 مرة من تلك الخاصة بالهواء الساكن ، فإن إزاحة الهواء بالماء تزيد من التوصيل الحراري للمادة المسامية. مع التجميد السريع والتشكيل في مسام مواد البناء ، لم يعد الجليد ، بل الثلج (R 0 3-0 4) ، كما أوضحت ملاحظاتنا ، الموصلية الحرارية للمادة ، على العكس من ذلك ، تتناقص إلى حد ما. يعد الحساب الصحيح لمحتوى الرطوبة في المواد ذا أهمية كبيرة لحسابات الهندسة الحرارية للهياكل ، سواء فوق الأرض أو تحت الأرض ، على سبيل المثال ، المياه والصرف الصحي.

نظريات ظواهر النقل ، بناءً على طريقة جيبس ​​الإحصائية ، حددت لنفسها مهمة الحصول على المعادلات الحركية التي يمكن للمرء أن يجد منها شكلًا محددًا من وظائف التوزيع غير المتوازنة. من المفترض أن دالة التوزيع اللاموازن للنظام لها شكل شبه توازن ، وتعتمد درجة الحرارة ، وكثافة عدد الجسيمات ، ومتوسط ​​سرعتها على

إحداثيات الزمكان. يتم تحقيق ارتباط الاصطدامات المتتالية من خلال مراعاة ليس فقط الاصطدامات الصعبة (بسبب التنافر) ، ولكن أيضًا ما يسمى بالاصطدامات اللينة (بسبب الجذب) ، ونتيجة لذلك تتحرك الجسيمات على طول مسارات منحنية.

أشهرها طريقة كيركوود ، حيث تحدد التأثيرات الناعمة معامل الاحتكاك. وفقًا لأينشتاين سمولوتشوفسكي ، معامل الاحتكاك

أين هو ثابت بولتزمان ، تي هي درجة الحرارة المطلقة ومعامل الانتشار الذاتي.

وفقًا لكيركوود ، فإن ارتباط تفاعل الجسيمات المحيطة مع جسيم معين يتم خلال الفترة الزمنية المميزة ، وبعد ذلك تعتبر القوى المؤثرة من الجسيمات الأخرى على الجسيم المحدد غير مرتبطة. علاوة على ذلك ، يجب أن يكون وقت ارتباط التفاعل أقل من وقت الاسترخاء المميز للخصائص العيانية للمادة.

بالنسبة لمعامل التوصيل الحراري ، تحصل كيركوود على التعبير التالي

أين هو عدد الجسيمات لكل وحدة حجم ، هل دالة توزيع التوازن الشعاعي للجسيمات ، هي إمكانات قوى الزوج.

بالإضافة إلى حقيقة أنه من أجل حساب N باستخدام هذه الصيغة ، من الضروري أن تعرف بدقة كبيرة ليس فقط ولكن أيضًا مشتقاتها ، وكذلك (والتي هي في حد ذاتها مشكلة غير قابلة للحل عمليًا في الوقت الحالي) لقد تم ذلك مؤخرًا أظهر أن المعاملات الحركية لا يمكن توسيعها مباشرة إلى سلسلة من حيث درجات الكثافة ، كما يقبل كيركوود ، ولكن يجب استخدام توسع أكثر تعقيدًا. ويرجع ذلك إلى الحاجة إلى مراعاة الاصطدامات المتكررة للجسيمات المترابطة بالفعل

نتيجة الاصطدامات السابقة مع جسيمات أخرى. فيما يتعلق بالصعوبات المذكورة أعلاه ، من الضروري اللجوء إلى أساليب البحث النموذجية.

من بين أعمال النمذجة ، هناك أعمال ذات أهمية قائمة على مفهوم طبيعة الحركة الحرارية في السوائل ، حيث يتم تحديد انتقال الحرارة عن طريق التذبذبات الصوتية للوسط (الفونونات). يأخذ هذا النهج في الاعتبار الطبيعة الجماعية لحركة الجزيئات في السائل. في هذه الحالة ، يتم تحديد الموصلية الحرارية K ، على سبيل المثال ، على النحو التالي (صيغة Sakiadis و Cotes)

أين هي سرعة فرط الصوت. السعة الحرارية عند ضغط ثابت ، متوسط ​​المسافة بين الجزيئات ، الكثافة.

بالإضافة إلى نهج النموذج ، هناك أيضًا علاقات شبه تجريبية للتوصيل الحراري (Filippov ،

الموصلية الحرارية أقل بحوالي 5 مرات من الموصلية الحرارية (الجدول 43). رباعي كلوريد الكربون هو سائل عادي ، مثل جميع السوائل الأخرى ، هناك انخفاض في سرعة الصوت مع زيادة درجة الحرارة ، وانخفاض في التوصيل الحراري وزيادة في السعة الحرارية. في الماء عند درجات حرارة منخفضة ، العكس هو الصحيح. تشبه طبيعة تغير كل هذه الخصائص في الماء طبيعة تغيرها بالنسبة للمواد العادية في الحالة الغازية. في الواقع ، تزداد الموصلية الحرارية للغاز مع زيادة درجة الحرارة.

متوسط ​​سرعة الجزيئات والسعة الحرارية ويعني المسار الحر).

على سبيل المثال ، فيما يلي اعتماد التوصيل الحراري للهواء عند الضغط الجوي لعدد من درجات الحرارة.

يظهر التغيير في الموصلية الحرارية أثناء ذوبان الجليد I والتغير الإضافي في T مع زيادة درجة حرارة الماء السائل في الشكل. 57 ، مما يدل على أن الموصلية الحرارية أثناء ذوبان الجليد I تتناقص تقريبًا

الجدول 43 (انظر المسح) تبعيات درجة الحرارة للتوصيل الحراري للماء ورابع كلوريد الكربون

4 مرات. تُظهر دراسة التغير في التوصيل الحراري للمياه فائقة البرودة وصولاً إلى -40 درجة مئوية أن المياه فائقة البرودة لا تحتوي على أي ميزات عند 0 درجة مئوية (الجدول 43). لتوضيح مسار درجة الحرارة العادية للتوصيل الحراري ، يتم تقديم اعتماد التوصيل الحراري على درجة الحرارة. تنخفض الموصلية الحرارية بشكل رتيب مع زيادة درجة الحرارة.

جميع السوائل العادية تغير علامة التغير في التوصيل الحراري مع زيادة الضغط. بالنسبة لفئة كبيرة من السوائل ، يحدث هذا التغيير عند الضغط ، ولا تغير الموصلية الحرارية للماء من طبيعة الاعتماد على درجة الحرارة تحت الضغط. القيمة النسبية للزيادة في التوصيل الحراري للماء عند الضغط هي -50٪ ، بينما ل

السوائل العادية الأخرى هذه الزيادة عند نفس الضغط هي (الشكل 58).

يظهر اعتماد ضغط K للمياه في الشكل. 58. هذه الزيادة النسبية الصغيرة في التوصيل الحراري للماء مع زيادة الضغط ترجع إلى انخفاض انضغاط الماء مقارنة بالسوائل الأخرى ، والتي تحددها طبيعة قوى التفاعل بين الجزيئات.

أرز. 57. اعتماد التوصيل الحراري للماء ودرجة الحرارة

أرز. 58. اعتماد درجة الحرارة على الموصلية الحرارية وزيت السيليكون لعدد من الضغوط

في القسم الخاص بالسؤال ما هو معامل التوصيل الحراري (الماء مثلا) ؟؟ (ما هو الماء؟) التي قدمها المؤلف قوقازيأفضل إجابة هي معامل التوصيل الحراري - خاصية عددية للتوصيل الحراري لمادة ، تساوي كمية الحرارة (بالكيلو كالوري) التي تمر عبر مادة بسماكة 1 متر و 1 متر مربع. م في الساعة مع اختلاف درجة الحرارة على سطحين متقابلين بمقدار 1 درجة. ج- تمتلك المعادن أعلى موصلية حرارية بينما الغازات هي الأقل.
أما الماء ...
"تنخفض الموصلية الحرارية لمعظم السوائل مع زيادة درجة الحرارة. يعتبر الماء استثناءً في هذا الصدد. مع زيادة درجة الحرارة من 0 إلى 127 درجة مئوية ، تزداد الموصلية الحرارية للماء ، ومع زيادة درجة الحرارة ، تنخفض ( الشكل 3.2) عند 0 درجة مئوية ، يكون الماء الموصلية الحرارية 0.569 واط / (م درجة مئوية). مع زيادة تمعدن الماء ، تنخفض الموصلية الحرارية ، ولكن بشكل طفيف للغاية "... انظر.
المصدر: قاموس العلوم الطبيعية. قائمة المصطلحات. RU

إجابة من الكسندر تيوكين[خبير]
ما قاله Fess XX ليس الموصلية الحرارية ، ولكن السعة الحرارية الحجمية.
الموصلية الحرارية للمادة هي قيمة توضح مقدار الحرارة المطلوب تطبيقها على أحد طرفي سلك رفيع للغاية من هذه المادة بحيث تزيد نقطة من هذا السلك على مسافة 1 متر من هذه النهاية بمقدار درجة واحدة في ثانية واحدة (بافتراض عدم انتقال الحرارة إلى الفضاء). كتب مايك كل شيء بشكل جيد.

إجابة من مايك[خبير]
الموصلية الحرارية هي قدرة المادة على نقل الطاقة الحرارية ، بالإضافة إلى التقييم الكمي لهذه القدرة (وتسمى أيضًا معامل التوصيل الحراري).
تكمن ظاهرة التوصيل الحراري في حقيقة أن الطاقة الحركية للذرات والجزيئات ، التي تحدد درجة حرارة الجسم ، تنتقل إلى جسم آخر أثناء تفاعلها أو تنتقل من مناطق أكثر سخونة في الجسم إلى مناطق أقل حرارة.
مادة التوصيل الحراري
W / (م * درجة)
الومنيوم 209.3
الحديد 74.4
الذهب 312.8
نحاس 85.5
النحاس 389.6
الزئبق 29.1
الفضة 418.7
45.4 الصلب
62.8 الحديد الزهر
الماء ، 2.1

الموصلية الحرارية للماء هي خاصية نستخدمها جميعًا ، دون أدنى شك ، في حياتنا اليومية.

باختصار حول هذا العقار ، كتبنا بالفعل في مقالتنا. الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمياه في الحالة السائلة →، في هذه المادة سنقدم تعريفًا أكثر تفصيلاً.

أولاً ، ضع في اعتبارك معنى مصطلح التوصيل الحراري بشكل عام.

الموصلية الحرارية ...

دليل المترجم الفني

الموصلية الحرارية - نقل الحرارة ، حيث يكون لانتقال الحرارة في وسط مسخن بشكل غير متساو طابع جزيئي ذري

[قاموس مصطلحات للبناء بـ 12 لغة (VNIIIS Gosstroy of the USSR)]

الموصلية الحرارية - قدرة المادة على نقل تدفق الحرارة

[ST SEV 5063-85]

دليل المترجم الفني

القاموس التوضيحي لأوشاكوف

الموصلية الحرارية ، التوصيل الحراري ، رر. لا انثى (فيزيائي) - خاصية الأجسام لتوزيع الحرارة من الأجزاء الأكثر تسخينًا إلى الأجزاء الأقل تسخينًا.

القاموس التوضيحي لأوشاكوف. ن. أوشاكوف. 1935-1940

قاموس موسوعي كبير

الموصلية الحرارية هي نقل الطاقة من الأجزاء الأكثر تسخينًا في الجسم إلى الأجزاء الأقل تسخينًا نتيجة للحركة الحرارية وتفاعل الجسيمات المكونة لها. يؤدي إلى معادلة درجة حرارة الجسم. عادةً ما تكون كمية الطاقة المنقولة ، والتي تُعرَّف على أنها كثافة تدفق الحرارة ، متناسبة مع تدرج درجة الحرارة (قانون فورييه). يسمى معامل التناسب معامل التوصيل الحراري.

قاموس موسوعي كبير. 2000

التوصيل الحراري للماء

لفهم أكثر ضخامة للصورة العامة ، نلاحظ بعض الحقائق:

• الموصلية الحرارية للهواء أقل بحوالي 28 مرة من الموصلية الحرارية للماء ؛
• الموصلية الحرارية للزيت أقل بحوالي 5 مرات من الماء ؛
• مع زيادة الضغط ، تزداد الموصلية الحرارية ؛
• في معظم الحالات ، مع زيادة درجة الحرارة ، تزداد أيضًا الموصلية الحرارية للمحاليل ضعيفة التركيز من الأملاح والقلويات والأحماض.

كمثال ، نقدم ديناميات التغيرات في قيم التوصيل الحراري للماء حسب درجة الحرارة ، عند ضغط 1 بار:

0 درجة مئوية - 0.569 واط / (م درجة) ؛
10 درجة مئوية - 0.588 واط / (م درجة) ؛
20 درجة مئوية - 0.603 واط / (م درجة) ؛
30 درجة مئوية - 0.617 واط / (م درجة) ؛
40 درجة مئوية - 0.630 واط / (م درجة) ؛
50 درجة مئوية - 0.643 واط / (م درجة) ؛
60 درجة مئوية - 0.653 واط / (م درجة) ؛
70 درجة مئوية - 0.662 واط / (م درجة) ؛
80 درجة مئوية - 0.669 واط / (م درجة) ؛
90 درجة مئوية - 0.675 واط / (م درجة) ؛

100 درجة مئوية - 0.0245 واط / (م درجة) ؛
110 درجة مئوية - 0.0252 واط / (م درجة) ؛
120 درجة مئوية - 0.026 واط / (م درجة) ؛
130 درجة مئوية - 0.0269 واط / (م درجة) ؛
140 درجة مئوية - 0.0277 واط / (م درجة) ؛
150 درجة مئوية - 0.0286 واط / (م درجة) ؛
160 درجة مئوية - 0.0295 واط / (م درجة) ؛
170 درجة مئوية - 0.0304 واط / (م درجة) ؛
180 درجة مئوية - 0.0313 واط / (م درجة).

ومع ذلك ، فإن الموصلية الحرارية ، مثلها مثل غيرها ، هي خاصية مهمة جدًا للمياه بالنسبة لنا جميعًا. على سبيل المثال ، غالبًا ما نستخدمه في الحياة اليومية ، دون أن نعرف ذلك - نستخدم الماء لتبريد الأجسام الساخنة بسرعة ، ووسادة تدفئة لتجميع الحرارة وتخزينها.