Номер 2, страница 43 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

2. Почему в радиаторах центрального отопления используют воду?

Воду в качестве теплоносителя в системах центрального отопления используют благодаря уникальному сочетанию её физических, химических и экономических свойств, которые делают её оптимальным выбором для этой задачи. Рассмотрим основные причины.

Высокая удельная теплоемкость
Это главное физическое преимущество воды. Удельная теплоемкость — это количество энергии, которое необходимо передать веществу массой 1 кг, чтобы его температура изменилась на 1 градус. У воды это значение одно из самых высоких среди всех доступных веществ: $c_{\text{воды}} \approx 4200 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$.
Количество теплоты ($Q$), которое может перенести теплоноситель, определяется формулой: $Q = c \cdot m \cdot \Delta t$ где $c$ — удельная теплоемкость, $m$ — масса, $\Delta t$ — разница температур (между горячей водой, поступающей в радиатор, и остывшей, выходящей из него).
Благодаря высокой теплоемкости, каждый килограмм воды, проходя через радиатор и остывая, отдает большое количество тепла в помещение. Это позволяет эффективно обогревать здания, перекачивая относительно небольшие объемы жидкости, что делает систему отопления более экономичной. Для сравнения, теплоемкость воздуха примерно в 4 раза ниже, а масла — примерно в 2 раза ниже.

Доступность и низкая стоимость
Вода — широко распространенный и дешевый природный ресурс. Для масштабных систем центрального отопления, которые обслуживают целые города и требуют тысяч тонн теплоносителя, использование любого другого вещества было бы экономически нецелесообразным.

Низкая вязкость
Вода обладает хорошей текучестью (низкой вязкостью), что облегчает её циркуляцию по трубам. Для перекачки воды требуются насосы меньшей мощности по сравнению с более вязкими жидкостями (например, маслами или растворами гликолей), что снижает как первоначальные затраты на оборудование, так и эксплуатационные расходы на электроэнергию.

Безопасность и экологичность
Вода является нетоксичным, негорючим и химически стабильным веществом в рабочем диапазоне температур отопительной системы (обычно до 95°C). В случае утечки она не представляет угрозы для здоровья людей и не наносит вреда окружающей среде, в отличие от многих специализированных теплоносителей-антифризов.

Несмотря на очевидные преимущества, стоит упомянуть и недостатки: вода вызывает коррозию металлов (для борьбы с этим в воду добавляют специальные присадки-ингибиторы) и замерзает при 0°C, расширяясь в объеме, что может привести к разрыву труб (поэтому в системах поддерживают постоянную циркуляцию или сливают воду на летний период). Однако преимущества значительно перевешивают эти недостатки.

Ответ: Воду в радиаторах центрального отопления используют, потому что она является самым эффективным, дешевым и безопасным теплоносителем. Ее главное преимущество — очень высокая удельная теплоемкость, которая позволяет ей накапливать и переносить большое количество тепла. Другими важными факторами являются ее повсеместная доступность, низкая стоимость, хорошая текучесть и экологическая безопасность.