- Какая температура замерзания воды под давлением и для чего это необходимо знать?
- Замерзает ли?
- Температура в зависимости от показателя
- Как они взаимосвязаны?
- Как происходит процесс?
- Каково давление замерзающей жидкости?
- Как влияет тип воды?
- Применение знаний в быту человека
- Заключение
- Какая температура холодной воды в кране должна быть по установленным нормам?
- Нормативы
- Зимой
- Летом
- Последствия несоответствия температурного режима
- Как измерить показатели самостоятельно?
- Что делать, если данные не соответствует нормам?
- Перерасчет платы за водопотребление из-за несоответствия
- Заключение
- Разбираем вопрос: горячая вода тяжелее холодной или нет?
- У какой вес больше?
- Сколько кг/м 3 при различных температурах?
- Почему у прохладной вес больше, чем у теплой?
- Применение знаний о массе нагретой и холодной H2O в жизни
- Заключение
Какая температура замерзания воды под давлением и для чего это необходимо знать?
Многие помнят из курса школьной физики о том, что температура замерзания воды составляет 0°.
На самом деле это определение нуждается в уточнении – при условии воздействия нормального атмосферного давления. Последнее в значительной степени можно считать условной величиной.
О том, какова температура замерзания воды, находящейся под давлением, расскажем в статье.
Замерзает ли?
При атмосферном давлении в 760 мм рт.ст (или 0,101 МПа), вода превращается в лед уже при 0°С, как известно из школьного курса.
Но при уменьшении этого показателя меняется и точка кипения, и t°, при которой происходит превращение в лед – последняя как раз повышается.
В горах, где разреженный воздух, на определенной высоте она может уже составлять +2…+4°С. И наоборот, чем больше среда давит на воду, тем ниже находится точка замерзания на графиках.
Интересно, что при давлении в 611,73 Па совпадают температура кипения воды и плавления льда. Она составляет +0,01°С. Этот показатель называют тройной точкой воды из-за того, что она находится сразу в трех состояниях.
Считается, что при более низком показателе она просто не сможет сохранять жидкое состояние и будет превращаться в водяной пар. Причем температура плавления льда и точка замерзания воды обычно не совпадают, это разные величины.
Хотя для удобства бытовых расчетов их часто отождествляют, поскольку при 760 мм рт.ст. они как раз будут одинаковыми.
Кроме того, возможно получение и нестабильного состояния – переохлажденной жидкости. Но если в ней появится центр кристаллизации, она сразу же превратится в лед.
Температура в зависимости от показателя
Чтобы четко определить температуру замерзания, нужно сначала понять, как связаны эти 2 параметра.
Как они взаимосвязаны?
При увеличении давления, температура замерзания снижается, при уменьшении – t° растет. Существуют специальные формулы, которые помогают рассчитать конкретное значение.
Таблица таких соотношений выглядит следующим образом:
Температура, °С | Давление, мПа |
0 | 0,1 |
-1 | 1 |
-2 | 30 |
-3 | 40 |
-4 | 50 |
-5 | 60 |
-10 | 110 |
-22 | 210 |
Как происходит процесс?
Снижение температуры замерзания при увеличении давления имеет физическое обоснование.
Пресная жидкость при замерзании расширяется примерно на 10%. У соленой морской воды расширение будет меньшим, но оно все равно происходит.
Поэтому, когда внешнее давление растет, то температура замерзания снижается. Суть процесса замерзания состоит в кристаллизации воды.
Но в отличие от других жидкостей, вязкость воды при увеличении давления уменьшается. Что и обусловило более медленные процессы кристаллизации.
Это объясняется структурными особенностями молекул и некоторыми механизмами взаимодействия между ними. Для того, чтобы процесс начался, нужен центр кристаллизации, состоящий из нескольких десятков молекул.
Каково давление замерзающей жидкости?
Давление замерзающей воды обусловлено тем, что происходит ее расширение. Однако давление она оказывает и в жидком виде, просто при отрицательных температурах оно увеличивается примерно на 10%.
Как влияет тип воды?
Дистиллированная влага в принципе замерзает медленнее даже при нормальном атмосферном давлении. В отличие от других видов пресной воды, она не содержит сторонних примесей.
В ней отсутствуют ядра кристаллизации, и поэтому она замерзает только при очень низких температурах – эксперименты показали, что при -42°С.
Физики называют такую жидкость переохлажденной. Любопытно, что если постучать по сосуду с такой дистиллированной водой, она практически моментально превратится в лед.
В лабораторных условиях проводились эксперименты, при которых давление увеличивали до очень высоких значений, так что дистиллят замерзал только при -70°С.
Что касается остальных растворов, то здесь, помимо давления, важную роль играет еще и плотность – например, у соленой воды она намного выше.
Но при этом при отрицательных температурах частицы соли как бы выталкиваются. И если растопить многолетний морской лед, то окажется, что он состоит из пресной воды, даже пригодной для питья.
Применение знаний в быту человека
В основном сведения о температуре замерзания воды нужны тем, кто сталкивается с прокладкой водопровода.
Как правило, ее замерзание в таких случаях проходит не на подземном участке трубы, а над поверхностью почвы, и далее идет процесс кристаллизации уже в наземном участке.
Чтобы этого не происходило, поскольку замерзание и расширение воды выводит из строя всю систему и нарушает целостность труб, принимают активные и пассивные меры – от утепления трубы до специально обустроенной системы обогрева.
Но очень важно с самого начала правильно сделать расчеты, подбирая производительность оборудования и диаметр труб таким образом, чтобы создать такое давление, при котором вода не будет замерзать при климатических условиях, характерных для этого региона.
Заключение
Температура замерзания воды под давлением – вопрос более сложный, чем могло бы показаться на первый взгляд. Иногда даже в быту для ее расчета нужно применять громоздкие формулы или готовые таблицы соотношений.
Источник
Какая температура холодной воды в кране должна быть по установленным нормам?
Если человек захочет измерить температуру воды в кране, понадобится обычный градусник. Это простой, но эффективный способ.
Полученные данные интересны людям, которые хотят приобрести нагреватель или дорогую сантехнику. По этим параметрам выделяют нормативы, которые должны поддерживаться круглогодично.
Нормативы
Правительство выпускает перечень документов для коммунальных услуг в многоквартирных домах, регулирующих нормы температуры воды в кране.
В них указывают примерные показатели, соответствующие для лета и зимы.
Это среднестатистические параметры, они могут колебаться в ту или иную сторону, так как используются не для эксплуатации сетей, а с целью определения тарифа.
Зимой
В зимнее время температура земли и содержимого труб снижается. Поэтому вода становится прохладнее. Обычно значение составляет примерно 3-5 градусов. В ГОСТе температуру холодной воды не регулируют. Руководствуются местными рекомендациями, устанавливая температуру в пределах 3-20 градусов.
В СНиП СП 30.13330.2016 указывают, что температуру холодной воды в водопроводе следует принимать за значение 5 градусов.
Летом
В летнее время температура воды в трубах повышается из-за прогрева земли. Показатель также не регламентируется указами и постановлениями правительства. Коммунальные организации руководствуются лишь рекомендациями на местном уровне.
Последствия несоответствия температурного режима
Степень прогревания воды должна соответствовать примерным нормам. Если в зимний период показатель на градуснике увеличивается, давление уменьшается, могут возникнуть следующие проблемы:
формирование участка поломки, трещины трубы с постепенным протеканием воды;
- постепенное отложение микрочастиц, образующих обширный известковый налет;
- коррозия на любом из участков проложенных труб, образующаяся под действием активных химических веществ.
Как измерить показатели самостоятельно?
Измерить температурный режим воды из-под крана легко. Это может выполнить каждый человек при помощи простых градусников следующих видов:
Если человек измеряет показатель в разные промежутки времени, лучше применить электронный градусник. Устройство записывает и сохраняет информацию. Поэтому человек может выстроить шкалу результатов.
При использовании измерительного устройства для воды, текущей из крана, результат будет недостоверным. Поэтому нужно собрать жидкость в емкость, сразу измерить температуру. Важно, чтобы рядом не находилась сильная батарея, вентилятор, кондиционер.
Что делать, если данные не соответствует нормам?
Выделяют 3 основных способа, нормализующих температурный режим:
Утепление стояка от подвала до месторасположения квартиры. Это дорогостоящий вариант. Для него требуется полная замена труб во всем доме. Реконструкция стоит дорого, но ситуация полностью нормализуется, больше не побеспокоит.
- Подогрев на входе в квартиру. Покупают электронагреватель, увеличивающий температуру холодной воды только в момент, когда она подходит к квартире. Оборудование требует высокой мощности, оно энергетически затратно. Прибор повышает температуру, но не снижает.
- Регуляция температурных показателей на входе в дом. Методику применяют для коттеджных поселков, где нет многоэтажек. Важно, чтобы сооружение было построено по типу «Умный дом».
Если поломки происходят из-за неурегулированного температурного режима от коммунальной организации, вопрос решается посредством написания юридически грамотной жалобы в компанию по транспортировке воды. В ней приводят конкретные аргументы, указывают параметры замера воды. Ответ ждут в течение 30 дней.
При отсутствии урегулирования вопроса пишут жалобу в Роспотребнадзор. Если нарушен Федеральный Закон № 195 по статье 7.23, ответчик оплатит штраф, обязуется исправить неполадки.
Перерасчет платы за водопотребление из-за несоответствия
В соответствии с СанПиНом 2.1.4.2496-09, при нарушениях температурного режима должен производиться перерасчет платы за водопотребление.
Ставка снижается на 0,1% за каждые измененные 3 градуса от установленного уровня.
Также оплата снижается за каждый час в течение расчетного периода.
Предварительно составляют акт, свидетельствующий о нарушении. Для него нужно 3 свидетеля, которые поставят подпись на документе. Это осуществляется при представителе от управляющей компании или ТСЖ. Акт можно отправить в контролирующие органы. Подойдет Роспотребнадзор.
Заключение
Немногие люди знают, что холодная вода подлежит нормам в отношении ее температуры. Самая минимальная отметка должна составлять 3 градуса.
Максимально температурный режим поднимается до 15-20 градусов. Если состояние водоснабжения не соответствует нормам, жильцы дома вправе составить акт и подать иск. Но предварительно лучше ознакомиться с технической документацией на дом.
Если там указано, что управляющая компания вправе использовать именно этот температурный режим, до разбирательства дело не дойдет.
Источник
Разбираем вопрос: горячая вода тяжелее холодной или нет?
Вес воды при различных температурах заметно отличается. Бытует мнение, что горячая тяжелее холодной. Но данное утверждение неверно. В обычной жизни имеет значение применение знаний о массе прохладной и горячей воды.
В статье найдем ответ на вопрос: что же весит больше?
У какой вес больше?
Ненагретая тяжелее горячей. Показательной является ее плотность при разных температурных показателях. Под ней понимается соотношение массы и объема.
Больше всего вода весит (1000 кг/м 3 ) при температурном значении в 4 0 С. При диапазоне от 5 до 20 0 С плотность несколько уменьшается (с 999.99 до 998.23).
С повышением градусов водная среда будет менее плотной. Она будет становиться легче. При значении в 40 0 С показатель составляет уже 992.25 кг/м 3 , а при 70 0 С – 977.8.
Сколько кг/м 3 при различных температурах?
Ее вес при разных температурных режимах заметно отличается. Это наглядно показывает представленная таблица:
Температурный показатель, 0 С | Массо-объемная величина, кг/м 3 |
0 | 999.87 |
2 | 999.97 |
4 | 1000 |
6 | 999.97 |
8 | 999.88 |
10 | 999.73 |
14 | 999.27 |
18 | 998.62 |
24 | 997.33 |
30 | 995.68 |
36 | 993.72 |
44 | 990.7 |
50 | 988.1 |
60 | 983.2 |
70 | 977.8 |
80 | 971.8 |
90 | 965.3 |
100 | 958.4 |
Почему у прохладной вес больше, чем у теплой?
Масса у прохладной воды больше, чем у разогретой, по той причине, что при нагревании ускоряется процесс движения молекул.
Они активнее взаимодействуют друг с другом, постоянно сталкиваясь и разлетаясь в противоположные направления.
Из-за этого расстояние между водными молекулами становится больше, и их самих меньше. Все это сказывается на уменьшении плотности.
В прохладной молекулярные частицы не особо подвижны. От этого она более плотная. Межмолекулярное расстояние небольшое. Они мало взаимодействуют друг с другом.
Некоторые люди полагают, что теплая весит больше прохладной. Это ошибочное утверждение. Кто-то считает, что поскольку нагретая вода занимает больший объем, чем ненагретая, то и весит от этого больше.
Но горячая только лишь распределяется по всему объему емкости и поднимается вверх. При этом она делается менее плотной.
Применение знаний о массе нагретой и холодной H2O в жизни
Приведем список ситуаций, где эта информация важна и ее знания применяются на практике:
- В жизни познания о весовой характеристике H2O разной температуры приходится применять в ситуациях, когда необходимо устанавливать смесители в системах водоснабжения.
- Ненагретая вода при смешении с разогретой выталкивает наверх последнюю, полезно учитывать при использовании водонагревательных бойлеров.
- При смешивании различных красителей и веществ в ходе приготовления напитков или в процессе изготовления хозяйственных растворов необходимо учитывать, что их охлажденные водосодержащие компоненты будут оседать на дне, а разогретые растворяться по всему объему.
Заключение
Меньший вес теплой воды объясняется активным движением молекулярных частиц внутри. Из-за увеличения расстояния между ними водная среда делается несколько легче.
В остуженной воде молекулы мало взаимодействуют друг с другом. Это позволяет оставаться ей более плотной.
Источник