Аномальні властивості води: причини, значення

Теплота плавлення і випаровування

З теплоємністю пов’язана теплота фазового переходу. Це кількість теплової енергії, що поглинається або вивільненої речовиною, яка змінюється в фазі (від рідкого до твердого стану, або навпаки, і від рідкого до газоподібного, або навпаки) без зміни температури. Надзвичайно високі значення питомої теплоти плавлення (332,4 кДж/кг) і випаровування (2256,2 кДж/кг) – чергові аномальні фізичні властивості води. При замерзанні виділяється така ж кількість тепла, що поглинається в процесі плавлення.

Практичним прикладом використання питомої теплоти плавлення води є використання льоду для охолодження напоїв в ізольованому кулері. В процесі танення лід поглинає теплову енергію напоїв, зберігаючи їх прохолодними. Ємність з водою в теплиці в холодну зимову ніч пом’якшить температуру в приміщенні з-за тепла, що виділяється при замерзанні. Конденсація пари вивільняє те ж кількість тепла, що поглинається в процесі випаровування. Питома теплота випаровування в 5 разів перевищує теплоту, необхідну для підвищення температури від 0 до 100 °C. Аномальне властивість води зберігати велику кількість накопиченої теплової енергії робить парове опалення ефективним. В процесі конденсації пар вивільняє накопичену теплову енергію. Гроза денна в спекотний літній день – ще один приклад вивільнення теплової енергії у верхніх шарах атмосфери при конденсації гарячого вологого повітря. Навіть ураган є прикладом впливу перерозподілу величезної кількості теплової енергії, поглиненої тропічними океанами.

Системи випарного охолодження працюють навпаки. Вода в процесі випаровування поглинає теплову енергію з повітря, охолоджуючи його.