Номер 1, страница 93 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Тепловые явления. Параграф 24. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества. Задание 23 - номер 1, страница 93.

Условие.

1. Почему в радиаторах водяного отопления используется вода?

Решение.

1. Почему в радиаторах водяного отопления используется вода?

Вода используется в качестве теплоносителя в системах водяного отопления по нескольким ключевым причинам, которые в совокупности делают её оптимальным выбором для этой задачи:

1. Высокая удельная теплоёмкость. Это самое важное свойство воды. Удельная теплоёмкость воды аномально высока и составляет примерно $c \approx 4200 \, \frac{Дж}{кг \cdot °C}$. Это означает, что вода способна поглощать, хранить и переносить очень большое количество тепловой энергии на единицу массы. Согласно формуле количества теплоты $Q = c \cdot m \cdot \Delta T$, где $\text{Q}$ – теплота, $\text{m}$ – масса и $\Delta T$ – изменение температуры, высокое значение $\text{c}$ позволяет системе отопления эффективно переносить тепло от котла к радиаторам даже при относительно небольшом объеме циркулирующей жидкости. При остывании в радиаторе вода отдает в помещение большое количество накопленного тепла.

2. Доступность и низкая стоимость. Вода является одним из самых распространенных и дешевых веществ на Земле. Это делает её экономически выгодным теплоносителем, так как затраты на заполнение и обслуживание системы отопления минимальны.

3. Текучесть и удобство транспортировки. В диапазоне рабочих температур отопительных систем (как правило, от +40 до +90 °C) вода является жидкостью с низкой вязкостью. Это свойство позволяет легко перекачивать ее по трубам и радиаторам с помощью циркуляционных насосов относительно малой мощности, что снижает потребление электроэнергии.

4. Безопасность и экологичность. Вода нетоксична, негорюча и химически нейтральна в большинстве случаев. В случае протечки она не представляет угрозы для здоровья жильцов и не наносит вреда окружающей среде, в отличие от многих других теплоносителей (например, антифризов на основе этиленгликоля).

5. Химическая стабильность. Вода — это стабильное химическое соединение, которое не разлагается и не меняет своих основных свойств при нагревании до температур, используемых в бытовых системах отопления.

Несмотря на перечисленные преимущества, вода имеет и недостатки, в частности, она вызывает коррозию металлов (особенно при наличии растворенного кислорода) и замерзает при 0 °C, расширяясь в объеме, что может привести к разрыву труб и радиаторов. Эти проблемы решаются путем специальной водоподготовки (удаление солей и кислорода), добавления в воду ингибиторов коррозии, а также использования незамерзающих жидкостей (антифризов) в системах, подверженных риску замерзания.

Ответ: Вода используется в радиаторах водяного отопления главным образом из-за своей очень высокой удельной теплоёмкости, что позволяет ей эффективно переносить тепло. Другими важными причинами являются её повсеместная доступность, низкая стоимость, безопасность, нетоксичность и хорошие гидравлические свойства (текучесть).