Вода нагревается только за счет

Почему реки и озера нагреваются солнечными лучами медленней, чем суша??

Короче, все просто — более теплые молекулы воды, обладают большей энергией, поднимаются к поверхности и испаряются, понижая температуру воды, аналогично происходит и у человека в жару, пот, испаряясь понижает нашу температуру тела, чтоб не было перегрева. Когда испаряются теплые молекулы, остаются более холодные, которые лучами солнца тоже постепенно нагреваются. Потому общая температура воды ниже чем окружающей среды. А суша обладает большей проводимостью тепла, энергия от молекулы к молекуле передается быстрее, ибо они расположены гораздо ближе друг к другу чем у воды, потому и нагреваются быстрее.

Учись Оксанка учись

Основная причина — теплоемкость воды.
Она в несколько раз выше, чем теплоемкость почвы. Это означает, что для нагревания 1 кг воды нужно в несколько раз больше энергии, чем для нагревания 1 кг почвы.

Дело не в теплоемкости. Точнее, и в ней тоже, но во-вторую очередь.
Основная причина — теплопроводность!

У жидкостей, в том числе за счет конвекции, она гораздо больше, чем у твердых веществ, типа тех, из чего состоит суша.

В итоге, суша нагревается только на поверхности, а моря-океаны сразу на заметную глубину. Теперь прикинь, в каком случае нужно больше тепла ))

от воды сильнее отражаются лучи солнца

Если они нагреются как суша никто не сможет искупаться в таком «кипятке»-в итоге все вымрут от неудовлетворённого дикого желания, Бог этого допустить не может-всё в природе гармонично взаимосвязано)))

Теплоёмкость воды одна из самых высоких среди земных веществ. Это связано с тем, что она, хотя и жидкая, но остаётся «полимером» и нагревание её является отчасти и «плавлением».

Поэтому вода сравнительно медленно нагревается и медленно остывает. Вроде

Источник

почему и отчего нагревается вода в водоёмах по научному?

Если очень кратко — из-за низкой теплопроводности
Однако опыт показывает, что теплопроводность воды очень низкая, а механизм конвекции практически не работает.

Возьмём значения коэффициентов теплопроводности k для различных веществ из справочника [2] — вода — 0,56, воздух — 0,025,
Оказывается, что по теплопроводности вода где-то посередине между кирпичом и деревом.

Более подробно:
В некоторых озерах, особенно в мелководных или подверженных воздействию сильных ветров, вообще отсутствует заметная стратификация воды. Это означает, что водные массы более или менее постоянно перемешиваются под действием ветра и довольно однородны по всем параметрам. Однако для большинства глубоких озер и тех, которые находятся в ветровой тени, характерна отчетливая стратификация водной толщи по физическим свойствам, в результате которого менее плотные воды располагаются над более плотными.
При взаимодействии солнечной энергии с водой последняя приобретает уникальное свойство: ее плотность достигает максимальной величины (1,0) при температуре ок. 4° С, постепенно уменьшаясь как при повышении, так и при понижении температуры. В озерах солнечный свет используется растениями для фотосинтеза, а животными — чтобы видеть под водой. Свет влияет также на вертикальные миграции некоторых организмов, но главный результат воздействия солнечной энергии — нагревание воды. Приток энергии от Солнца значителен. Приход солнечной энергии в течение одного летнего дня может достигать 500 кал на 1 см2 поверхности озера. Часть этой энергии отражается от зеркала озера, часть рассеивается водной поверхностью в пространство, а часть поглощается водой и превращается в тепловую энергию. Эта тепловая энергия частично излучается вновь в атмосферу или затрачивается на испарение.
Нагревается главным образом верхний слой воды толщиной несколько метров, поскольку радиация быстро поглощается по мере ее проникновения вглубь. Нагревание приводит к расширению воды в этом верхнем слое, отчего ее плотность уменьшается по сравнению с плотностью нижележащих холодных слоев. Нагретая вода скапливается поверх холодных и потому более плотных вод.
В результате озерные воды оказываются разделенными на два горизонта: верхний, менее плотный, теплый — эпилимнион, и нижний, более плотный, холодный — гиполимнион. Промежуточный слой, в котором происходит быстрое понижение температуры с глубиной, называется металимнионом, или термоклином. Такая стратификация определяется скорее плотностью воды, чем ее температурой.

Откуда берутся значения?

Значения температуры воды получаются в результате работы моделей погоды. Температура подстилающей поверхности является одним из основных факторов, влияющих на прогрев воздуха у земной поверхности, поэтому данные о температуре воды и почвы служат в качестве входных параметров во всех моделях атмосферы. Одновременно, сами модели также прогнозируют температуру воды, чтобы правильно отслеживать динамику погодных процессов.

Ограничения
Так как в качестве исходных используются глобальные модельные данные, то поле температуры воды получается гладким и не учитывает особенности отдельных местностей, например, со сложным рельефом, растительностью или водоемов с придонными источниками.
Кроме того, нужно принимать во внимание, что на мелких прибрежных участках около пляжей вода обычно нагревается сильнее, так как происходит нагрев дна солнечными лучами, что приводит к неустойчивости и более быстрому прогреву.
Вода в реках сильнее перемешивается, к тому же, при быстром течении возможен перенос воды из более теплых или более холодных районов.

Источник

Почему вода нагревается быстро, а охлаждается так медленно?

Сегодня довести воду до кипения не представляет каких-либо трудностей. Для этого нужно всего лишь включить на кухне плиту и поставьте на нее чайник. Обычно кипячение воды занимает всего несколько минут. Но вы наверняка замечали, что после кипения вода охлаждается до своей первоначальной температуры гораздо дольше. Чтобы остыть до двадцати градусов по Цельсию может потребоваться несколько часов (в зависимости от конструкции чайника). Почему вода нагревается быстро, а охлаждается так медленно?

Быстрый нагрев и медленное охлаждение

Давайте рассмотрим это явление на примере металлического чайника, наполненного водой. Вода, которую нужно нагреть от нормальной комнатной температуры (около 20 градусов по Цельсию) до температуры кипения, должна преодолеть разницу в 80 градусов. При этом она поглотит определенное количество энергии, которая преобразуется в кинетическую энергию молекул воды.

Количества тепла, необходимое для нагрева тела определенной температурой, можно рассчитать с использованием следующего соотношения:

Q = масса тела * удельная теплоемкость * разница температур

Из этой простой формулы есть несколько интересных следствий. Чем больше масса тела, тем больше тепла оно потребляет. Разные вещества потребляют разное количество энергии. Чем выше желаемая температура, тем больше энергии нам потребуется на нагрев.

Охлаждение работает точно так же, но с одним небольшим отличием — тепло в этом случае передается от горячей воды во внешнее пространство вокруг чайника.

Температура варочной панели обычно составляет несколько сотен градусов Цельсия. Поэтому она может передавать значительное количество энергии в воду и быстро нагревать ее до температуры, при которой она начинает испаряться (100 °С) Для такого же быстрого охлаждения нам понадобится такая же большая разница температур – температура внешней среды должна быть минус несколько сотен градусов Цельсия. Безусловно, ничего подобного в природе не встречается, поскольку минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело во Вселенной -273,15°С (абсолютный ноль температуры). А наш хладагент (воздух вокруг чайника) имеет температуру около + 20 °C. Таким образом, охлаждение происходит намного медленнее, чем нагрев воды.

Тепло — вид энергии

Большинство людей недооценивает количество энергии, которую потребляет вода для ее нагрева. Для нагрева 1 кг воды на 1 градус требуется 4187 Дж. На первый взгляд это не очень интересно.

Но представьте, что мы приложим то же количество энергии не для нагрева 1 кг воды, а для ее ускорения (кинетическая энергия).

Источник

«О, тепленькая пошла». Или почему идет горячая вода в трубах, не остывая. И кто греет ее постоянно. Ликбез для «чайников»

Привет дорогой друг, рад вас видеть в ежедневном интернет журнале — «Тимофей Михайлов» Здесь я пишу только свои тексты, рассказываю свой опыт при работе сантехником.

Сейчас рассмотрим простой вопрос, но в то же время многим не понятный: Почему в трубах горячей воды, постоянно идет горячая жидкость. Кто ее греет? И что такое циркуляция, которую постоянно ищут сантехники.

Чтобы приготовить горячую воду, для заваривания чая. Вы идете к чайнику. Наливаете воду, включаете его, ждете 3-5 минут. И только после этого у вас есть свежеприготовленный кипяток.

Но кто либо из вас задумывался? Почему открыв кран с горячей водой, оттуда сразу бежит нагретая водичка? Кто же включает «чайник» и нагревает воду для нас? Об этом сейчас расскажу.

К нашим домам проложены трубы, зачастую в траншее их идет 4 штуки. Две для прогрева наших домов в холодное время года (отопление) И две трубы для снабжения наших квартир горячей водой, чтоб умыться и помыть посуду.

Когда у нас во дворе прокладывали трубы, соседка спросила меня, зная что я сантехник.»А что это столько труб в траншею кладут? Ни как не пойму я, столько денег закапывают под землю». Там же, я объяснил ей, почему так делается.

Ниже вы видите типичное расположение сантехнических труб и точек потребления воды. Красным обозначена горячая вода. Синим холодная.

С холодной все понятно. Она приходит к нам в квартиру «холодной». А вот горячая почему не остывает? И кто ее греет?

Воду нам нагревают в ТЭЦ, расположенная за частую где нибудь за городом. Эта котельная, имеющая огромные котлы работающие под высоким давлением. Часто их можно узнать по высоким коптящим дымоходам. Нагрев воду они по трубам больших диаметров (их часто видно в городе), распределяют эту воду по тепло пунктам, отдельно стоящие строения с подведенными трубами в городских дворах.

Проделав длинный путь, вода поступает к нам в дома нагретый до температуры 60-70 градусов Цельсия. Проходя через общедомовой счетчик тепла.

Начинает движение по горизонтальной трубе, вдоль всего подвала, по так называемой » Лежанке» .

От этой трубы подымается вертикальная труба. Название у нее «Стояк» . У горячей воды две трубы. По одной подымается горячая вода по всем этажам, название у нее «подача» . От нее жильцы и берут горячую воду.

Та вода которая не была взята жильцами, немного остыв в » полотенцесушителях» возвращается обратно в подвал по трубе, под названием «обратка» и дальше по лежанке и по магистральным трубам возвращается в ТЭЦ.

Если вдруг, по какой либо причине нарушается циркуляция, т.е возврат остывшей воды обратно в магистраль. То возникает такая ситуация как в анекдоте:

Жильцы многоэтажек знают: кто рано встаёт, прокачивает горячую воду за свой счёт.

Существуют и другие схемы подготовки горячей воды, но основная и более понятная которая существует, описана в этой статье. Надеюсь мне удалось вас просветить популярным языком в этом вопросе. И мир стал немного понятнее.

Вот ссылка на мой авторский канал, скорее всего там вас ждет полезная информация : С ув. Тимофей Михайлов.

Источник

Что происходит с водой при нагревании

Содержание статьи

• Что происходит с водой при нагревании
• Почему испаряется вода
• Почему вода закипает

Удивительные свойства воды

Воде присущи поразительные свойства, которые сильно отличают ее от прочих жидкостей. Но это и хорошо, иначе, обладай вода «обычными» свойствами, планета Земля была бы абсолютно другой.

Для подавляющего большинства веществ характерно при нагревании расширяться. Что довольно легко объяснить с позиции механической теории теплоты. Согласно ей, при нагревании атомы и молекулы вещества начинают двигаться быстрее. В твердых телах колебания атомов достигают большей амплитуды, и им необходимо больше свободного пространства. Как результат – происходит расширение тела.

Тот же самый процесс происходит и с жидкостями, и с газами. То есть, за счет повышения температуры увеличивается скорость теплового движения свободных молекул, и тело расширяется. При охлаждении же, соответственно, происходит сжатие тела. Это свойственно практически для всех веществ. За исключением воды.

При охлаждении в интервале от 0 до 4оС вода расширяется. И сжимается – при нагревании. Когда отметка температуры воды достигает 4оС, в этот момент вода имеет максимальную плотность, которая равна 1000 кг/м3. Если температура ниже или выше этой отметки, то плотность всегда немного меньше.

Благодаря этому свойству при понижении температуры воздуха осенью и зимой в глубоких водоемах происходит интересный процесс. Когда вода охлаждается, она опускается ниже, на дно, однако лишь до того момента, пока ее температура не станет +4оС. Именно по этой причине в больших водоемах более холодная вода находится ближе к поверхности, а более теплая – опускается на дно. Так что когда зимой поверхность воды замерзает, более глубокие слои продолжают сохранять температуру 4оС. Благодаря этому моменту рыба может спокойно зимовать в глубинах покрывшихся льдом водоемов.

Влияние расширения воды на климат

Исключительные свойства воды при нагревании серьезным образом влияют на климат Земли, поскольку около 79% поверхности нашей планеты покрыто водой. За счет солнечных лучей происходит нагревание верхних слоев, которые затем опускаются ниже, а на их месте оказываются холодные слои. Те тоже, в свою очередь, постепенно нагреваются и опускаются ближе ко дну.

Таким образом, слои воды непрерывно меняются, что приводит к равномерному прогреванию, пока не достигается температура, соответствующая максимальной плотности. Затем, нагреваясь, верхние слои становятся менее плотными и уже не опускаются вниз, а остаются наверху и просто постепенно становятся теплее. За счет этого процесса огромные толщи воды довольно легко прогреваются солнечными лучами.

Источник