Плотность воды
Если вода химически чистая, без соли и каких-либо добавок, то ее плотность во многом зависит от температуры. Зависимость вычисляется по формуле, где температура t 3,98 С. Именно при такой температуре плотность воды будет составлять 1000кг/м3 (1 г/см3). В случае если температура снижается до отметки в ноль градусов, плотность воды также будет уменьшаться на 0,132 г/см3, а если температура повышается, то плотность при этом понизиться до отметки в 995,67 г/см3 (к примеру, если температура составляет 30 С).
Условная плотность воды – разность между плотностью при некоторой температуре и самой большой плотностью. Иными словами это явление часто называют аномалией плотности воды. Повышение давления и насыщение воды минералами также приводит к увеличению ее плотности.
Теплоемкость воды
Количество тепла, необходимого для нагревания 1 г воды на 1°, достаточно, чтобы нагреть на 1° 9,25 г железа, 10,3 г меди.
Теплоемкость воды (1 кал), кстати, в 2 раза больше теплоемкости льда (0,5 кал), а для всех других веществ плавление почти не сказывается на этой величине.
Удельная теплоемкость - это количество тепла, которое надо сообщить одному грамму вещества, чтобы увеличить его температуру на один градус Цельсия. Следовательно, вода требует для своего нагревания аномально большое количество тепла. Так как возрастание температуры означает увеличение средней скорости движения молекул, то на молекулярном языке большая теплоемкость воды означает, что ее молекулы очень инертны. Чтобы увеличить среднюю скорость молекул H2O, им нужно почему-то сообщить довольно много энергии, хотя сами молекулы по молекулярным масштабам сравнительно невелики. Все объясняется существованием водородных связей. Так как большая часть молекул связана в довольно большие комплексы, то отдельная "среднестатистическая" молекула H2O может увеличить свою кинетическую энергию одним из двух способов. Она может, во-первых, освободившись от всех своих водородных связей, начать двигаться самостоятельно. И во-вторых, ускорение всего комплекса молекул приведет, разумеется, к увеличению скорости каждой молекулы H2O, входящей в этот комплекс. Очевидно, что оба эти способа требуют значительных энергетических затрат, что и приводит к большому значению удельной теплоемкости воды.
Построение графиков расхода теплоты
Для построения графиков расхода теплоты необходимо использовать график расхода горячей воды по часам суток, который строится на многочисленных наблюдениях за работой систем горячего водоснабжения.
Лекция 2
Безразмерный график расхода горячей воды по часам суток
Зависимости от тепловой нагрузки, количества абонентов, климатических условий безразмерный график может отличаться от представленного. При построении графика расхода теплоты следует учитывать что Qг.в. ср. – это средний часовой расход теплоты, за сутки наибольшего водопотребления и равняется он 100% расхода воды по безразмерному графику. Так в соответствии с графиком, расход теплоты от 14 до 15 часов необходимо умножить Qг.в. ср. на 42%. На основании безразмерного графика расхода горячей воды по часам суток, строится график расхода теплоты.
На основании графика расхода теплоты по часам суток, строится интегральный график потребления и подачи теплоты.
Интегральный график потребления и подачи теплоты.
2 – интегральная кривая потребления теплоты по часам суток
1 – интегральная линия подачи теплоты
Максимальная разность поданного и потребленного расхода теплоты отражает запас теплоты в баке – Qmax.