#физика

Справка

Этот калькулятор высчитает сколько денег, электроэнергии и времени тратится на нагрев воды. Вам не потребуется ни формул, ни коэффициентов: просто введите ваши данные и получите ответ.

Для расчета потребленной электроэнергии надо указать температуру холодной и горячей воды, а также её объём (массу). Вы можете указать КПД нагревательного прибора, если он вам известен. Если задать КПД 100%, то расчет покажет только полезную мощность затраченную на нагрев воды. При указании реального КПД расчет выдаст полную мощность потребленную от сети.

Чтобы высчитать полную стоимость нагрева воды, необходимо задать ваш тариф на электроэнергию в рублях.

Чтобы оценить сколько времени занимает нагрев, укажите мощность электроприбора, которым вы греете воду, в киловаттах (кВт). Мощность часто указана на корпусе прибора, а также в его руководстве по эксплуатации или паспорте.

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. Сведения об этих показателях и их соотношениях также нужны тем, кто занимается прокладкой отопительных систем

Важны они и для автомобилистов, которым приходится часто сталкиваться с замерзанием жидкости в радиаторе

Сведения об этих показателях и их соотношениях также нужны тем, кто занимается прокладкой отопительных систем. Важны они и для автомобилистов, которым приходится часто сталкиваться с замерзанием жидкости в радиаторе.

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.

В природных условиях пресная вода всегда содержит примеси – пылинки, молекулы соли и т.д. Все они могут стать центрами кристаллизации, поэтому процесс будет протекать быстрее, чем при тех же условиях, но в очищенной воде в лабораторных условиях.

Взаимные превращения механической и внутренней энергии

Если в тексте задачи указан процент одного вида энергии, перешедший в другой, то он указывается в виде десятичной дроби перед этой энергией, которой тело обладало вначале.

Частные случаи закона сохранения энергии

При неупругом ударе о стенку пуля нагрелась	mv22..=cmΔt
Тело падает с некоторой высоты и в момент падения нагревается	mgh=cmΔt
В результате того, что пуля пробивает стену, ее скорость уменьшается, 50% выделившейся при этом энергии идет на нагревание пули	,5(mv22..−mv22..)=cmΔt
Летящая пуля при ударе о стенку расплавилась. Начальная температура пули меньше температуры плавления	mv22..=cmΔt+λm
Капля воды, падая с некоторой высоты, в момент удара испарилась. Температура капли у поверхности земли меньше температуры кипения. На нагрев пошло 60% выделившейся механической энергии	,6mgh=cmΔt+rm
Вследствие сгорания топлива ракета поднялась на некоторую высоту	qmтоп=mрgh
Вследствие сгорания топлива снаряд приобрел некоторую скорость, и на это было затрачено 25% энергии	,25qmтопmсv22..

Пример №3. Свинцовая дробинка, летящая со скоростью 100 м/с, попадает в доску и входит в нее. 52% кинетической энергии дробинки идет на ее нагревание. На сколько градусов нагрелась дробинка? Удельная теплоемкость свинца 130 Дж/(кг∙К).

Запишем закон сохранения энергии для этого случая:

,52mv22..=cmΔt

Δt=,52v22c..=,52·10022·130..=20(К)

Примеры КПД

Устройство	Полезная энергия (работа), затраченная энергия (полная работа)	КПД
Электронагреватель, электроплитка, электрочайник, кипятильник.	Qполезн=cmΔT Иногда: Qполезн=cmΔT+rm Wзатр=Pt (произведениемощностинавремя)	η=cmΔTPt..100%
Газовая горелка, паровая турбина, спиртовка, плавильная печь.	Qполезн=cmΔT Qзатр=qmтоп	η=cmΔTqmтоп..100%
Двигатель автомобиля, самолета.	Aполезн=Nt=Nsv.. Qзатр=qmтоп	η=cmΔTvqmтоп..100
Ружье с пороховым зарядом, пушка	Eполезн=mv22.. Qзатр=qmпор	η=mv22qmпор..100

Внимание! Если в задаче указано время, в течение которого происходит один тепловой процесс, а спрашивают о времени протекания другого, то считайте, что мощность нагревателя или холодильника постоянна:

Q1t1..=Q2t2..

Пример №4. Для нагревания на электроплитке некоторого количества воды от 20 до 100 оС потребовалась 21 минута. Сколько времени после этого необходимо для полного испарения воды? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж (кг∙К), удельная теплота парообразования 2,24 МДж/кг.

Q1t1..=Q2t2..

Q1=сm(t2−t1)

Q1=rm

сm(t2−t1)t1..=rmt2..

Способы посадки

Есть несколько способов посадки смородины. На каком из них остановиться – дело вкуса. Некоторые приносят больше урожая, но требуют и большей заботы.

Классический

Используя традиционный способ, кустики высаживают под углом 45-60 градусов. Проследите за тем, чтобы корневая шейка оказалась заглубленной сантиметров на десять.

Веерный

При этом варианте выращивания ветки будут крепиться на укороченных шпалерах. Кусты сажают вертикально, как и при традиционном способе. Почву вокруг уплотняют, а стебли обрезают наполовину.

Шпалерный

При применении этого способа, в день посадки удаляют все прикорневые почки и побеги. Сажают вертикально, заглубляя корневую шейку на ту же глубину.

Теплофизические свойства воды на линии насыщения (100…370°С)

В таблице представлены теплофизические свойства воды H₂O на линии насыщения в зависимости от температуры (в диапазоне от 100 до 370°С). Каждому значению температуры, при которой вода находится в состоянии насыщения, соответствует давление ее насыщенного пара. При этих параметрах жидкость и ее пар находятся в состоянии насыщения или термодинамического равновесия.

В таблице даны следующие теплофизические свойства воды в состоянии насыщенной жидкости:

• давление насыщенного пара при указанной температуре p, Па;
• плотность воды ρ, кг/м 3 ;
• удельная энтальпия воды h, кДж/кг;
• удельная (массовая) теплоемкость C_p, кДж/(кг·град);
• теплопроводность λ, Вт/(м·град);
• температуропроводность a, м 2 /с;
• вязкость динамическая μ, Па·с;
• вязкость кинематическая ν, м 2 /с;
• коэффициент теплового объемного расширения β, К -1 ;
• коэффициент поверхностного натяжения σ, Н/м;
• число Прандтля Pr.

Свойства воды на линии насыщения имеют зависимость от температуры. Ее влияние особенно сказывается на вязкости воды — динамическая вязкость H₂O при повышении температуры значительно снижается. Если, при температуре 100°С значение этого свойства воды в состоянии насыщения равно 282,5·10 -6 Па·с, то при температуре, равной, например 370°С, динамическая вязкость снижается до величины 56,9·10 -6 Па·с.

Другие свойства воды такие, как плотность, теплопроводность, удельная теплоемкость, температуропроводность при росте ее температуры имеют тенденцию к снижению своих значений. Например, плотность воды уменьшается с 958,4 до 450,5 кг/м 3 при нагревании со 100 до 370°С.

Теплопроводность воды в состоянии насыщения при увеличении температуры также снижается (в отличие от нормальных условий и температуре до 100°С, при которых имеет место ее рост в процессе нагрева). Снижение теплопроводности связано с увеличением как температуры, так и давления насыщенной жидкости.

Следует отметить, что удельная энтальпия воды в зависимости от температуры значительно увеличивается при нагревании, как до температуры кипения, так и выше.

Опыт 3.

Определи, имеет ли чистая вода запах.

Цель опыта определить имеет ли вода запах.

Понюхаем воду в стакане.  Никакого запаха мы не ощущаем.

Вывод: вода не имеет запаха.

Опыт 4. Насыпь в один стакан с водой немного соли, а в другой столько же измельчённого мела. Помешай. Что произошло? О чём говорит этот опыт?

Цель опыта определить, может ли вода растворять различные вещества.

Поместим в стакан с водой немного соли и размешаем. Соль исчезла, она растворилась в воде. В другой стакан бросим измельчённый мел и размешаем. Мел не растворился.

Вывод: вода может растворять многие вещества, но не всё.

Опыт 5. Из специальной бумаги по рисунку-инструкции сделай фильтр. Пропусти через фильтр загрязнённую воду. Что наблюдаешь?

Цель опыта проверить, можно ли очистить загрязнённую воду.

Нальём в стакан загрязнённую воду чрез бумажный фильтр. Вода в стакане окажется чистой, а фильтр станет грязным.

Вывод: воду можно очистить от примесей с помощью фильтров.

Опыт 6. Колбу с трубкой, заполненную подкрашенной водой, опустим в горячую воду. Мы увидим, что вода в трубке поднимается. Почему?

Цель опыта узнать, как ведёт себя вода при нагревании.

Колбу с водой поставим в горячую воду и увидим, что вода в колбе поднимается.

Вывод: при нагревании вода расширяется, так как частицы воды начинают двигаться быстрее.

Опыт 7. Ту же колбу поставим в тарелку со льдом. Вода в трубке опускается. Как ты это объяснишь?

Цель опыта узнать, как ведёт себя вода при охлаждении.

Колбу с водой поставим в тарелку со льдом. Вода в колбе опускается.

Вывод: при охлаждении вода сжимается, так как частицы воды начинают двигаться медленнее.

Давление

Основная статья: Давление

Определение давленияДавление — это статическое давление жидкостей и газов, измеренное в сосудах, трубопроводах относительно атмосферного
давления (Па, мбар, бар).

Статическое давлениеСтатическое давление — это давление неподвижной жидкости.
Статическое давление = уровень выше соответствующей точки измерения + начальное давление в расширительном баке.

Динамическое давлениеДинамическое давление — это давление движущегося потока жидкости.

Давление нагнетания насоса
Это давление на выходе центробежного насоса во время его работы.

Перепад давления
Давление, развиваемое центробежным насосом для преодоления общего сопротивления системы. Оно измеряется между входом и выходом центробежного насоса.

Рабочее давление
Давление, имеющееся в системе при работе насоса.

Допустимое рабочее давление
Максимальное значение рабочего давления, допускаемого из условий безопасности работы насоса и системы.

Как выяснить оптимальную глубину

Глубина прокладки водопровода зависит от множества факторов, ниже мы рассмотрим самые серьёзные и значимые из них. Основное – не потерять ответственные нюансы, поскольку переделка будет стоить столько же, сколько и основные работы.

При расчете ориентировочной глубины принципиально важно не забывать следующие советы:

Через чур громадная глубина укладки водопровода в землю так же нежелательна, как и через чур малая. Чрезмерное заглубление приводит к повышенным нагрузкам на конструкцию, помимо этого, это напрямую связано со большим повышением трудоемкости рабочего процесса и сложностью проведения ремонтных работ потом.

• Самые низкие температурные значения в зимний период времени также направляться учитывать – глубина водопровода в частном доме должна быть достаточной, дабы система сохраняла работоспособность кроме того при самых громадных морозах. Другими словами, неизменно необходимо давать некоторый запас, дабы не переживать за сохранность коммуникаций.
• В случае если рельеф территории сложный либо местность имеет уклон, то глубина должна быть увеличена, так как на таких участках земля промерзает существенно глубже, чем на ровных площадках.

• Знать тип грунта кроме этого нужно, поскольку от этого зависит глубина траншеи для водопровода. Причем отличие возможно весьма и большой, исходя из этого лучше уточнить у соседей либо в соответствующей организации, какой тип почвы в месте размещения вашего приусадебного участка.
• В случае если грунтовые воды залегают неподалеку от поверхности, то проложить трубы на нужной глубине вряд ли окажется. То же самое касается случаев, в то время, когда в земле попадаются большие каменные глыбы и пласты с плотной, каменистой структурой.

В документе имеется таблицы, в которых отражена глубина заложения труб для водопровода в зависимости от региона, в котором проводятся работы.

Рассмотрим пример для средней полосы России:

• Каменистые грунты с большими фракциями в составе промерзают глубже всех, глубина прокладки на них образовывает как минимум 1.9 метра.
• Гравийные почвы со множеством камешком и достаточно зернистым песком кроме этого промерзают глубоко, исходя из этого трубы необходимо закладывать не меньше, чем в 1.72 метра от поверхности.
• Песчаные участки и места, в которых преобладают супеси, владеют более плотной структурой, исходя из этого на них глубина образовывает приблизительно 1.61 метра.
• И наконец, глинистые почвы и суглинки промерзают меньше всего, исходя из этого на них возможно прокладывать коммуникации на глубине всего 1.32 метра.

В случае если речь заходит о северных районах, то показатели возрастают в разы, а вдруг разглядывать южные области, то трубы возможно прокладывать весьма мелко – от полуметра до метра.

Рассмотрим, имеется ли минимум, на какую глубину копать водопровод, тут все очень просто – труба прокладывается как минимум в 50 см от поверхности земли. Это значение выбрано неслучайно, так когда на таком заглублении возможно гарантировать, что коммуникации не будут повреждены проезжающим транспортом и могут выдержать другие нагрузки.

Врезаться своими руками в центральный водопровод не разрещаеться, но, кроме того в случае если работу будут делать наемные работники, вам направляться знать основные правила качественного монтажа:

• Врезка в трубу осуществляется в особом колодце, в случае если его поблизости нет, то направляться соорудить конструкцию из кирпича в самом эргономичном для вас месте.
• В случае если вам сделали расчет, на какую глубину закапывать водопровод, то проводить дополнительные изучения не следует. Теплотехнический расчет отличается точностью и редко ошибается.
• Траншея не должна пересекать другие коммуникации, в противном случае при прокладке смогут появиться неприятности. Это проверяется еще на этапе проектирования.
• По окончании выкапывания дно выравнивается и засыпается ровным слоем щебня. Это создаст надежную подушку, которая будет содействовать увеличению надежности.
• Дабы прокладывать ПНД трубы, не нужна никакая инструкция и сложное управление. Все достаточно просто и легко: изделие разматывается и вкладывается в траншею.
• Кроме того в случае если соблюдена стандартная глубина водопровода – в дом труба вводится вертикально, следовательно, это место наиболее возможно замерзнет. Исходя из этого стояк в обязательном порядке утепляется либо обматывается особым греющим кабелем для обогрева труб.

Принятие пассивных мер

Изготовление подводящей трубы производится из теплоизолирующих материалов – пропилена, полиэтилена или металлопластика. Металлические трубы для этих целей не подходят.

Подводящая труба должна иметь достаточно большой диаметр. Это позволит ей пропускать больший объем воды. таким образом обеспечивается дополнительная теплоизоляция, благодаря тому, что труба имеет большую толщину стенок – это способствует увеличению времени остывания воды до температур, при которых она может замерзнуть.

Траншея для труб вырывается глубиной, сравнимой со средней глубиной промерзания грунта в данном регионе. Чаще всего траншею роют в глубину 70-150 см.

Необходимо прокладывать трубы с уклоном в сторону, где расположен колодец или скважина.

Необходимо обязательное утепление трубы.

Оптимальными значениями диаметра считаются:

1. Для металлопластиковых и полипропиленовых труб – от ¾ (20 мм) и более.
2. Для полиэтиленовых труб – от 1 ½ (40 мм) и более.

Необходимо знать о том, что: При возможности выбирают трубы, имеющие и больший диаметр, но они имеют гораздо большую стоимость.

Молекулы воды требуют больше места

Причиной тому, что происходят эти процессы расширения и сжатия различных веществ, являются молекулы. Те из них, которые получают больше энергии (это происходит в теплом помещении), двигаются намного быстрее, чем молекулы, находящиеся в холодном помещении. Частицы, которые имеют большую энергию, сталкиваются намного активнее и чаще, им необходимо больше места для движения. Чтобы сдержать то давление, которое оказывают молекулы, материал начинает увеличиваться в размерах. Причем это происходит достаточно стремительно. Итак, вода при замерзании расширяется или сжимается? Почему это происходит?

Вода не подчиняется этим правилам. Если мы начинаем охлаждать воду до четырех градусов Цельсия, то она уменьшает свой объем. Но если температура продолжает падать, то вода вдруг начинает расширяться! Существует такое свойство, как аномалия плотности воды. Это свойство возникает при температуре в четыре градуса Цельсия.

Теперь, когда мы выяснили, расширяется или сжимается вода при замерзании, давайте узнаем, как вообще возникает эта аномалия. Причина таится в частицах, из которых она состоит. Молекула воды создана из двух атомов водорода и одного – кислорода. Формулу воды все знают еще с начальных классов. Атомы в этой молекуле притягивают электроны по-разному. У водорода создается положительный центр тяжести, а у кислорода, наоборот – отрицательный. Когда молекулы воды сталкиваются друг с другом, то атомы водорода одной молекулы переходят на атом кислорода совершенно другой молекулы. Этот феномен называется водородной связью.

От чего зависит вскипание жидкости?

Закипание жидкости напрямую зависит от температуры. Чем сильнее нагревается емкость, тем интенсивнее прогревается содержимое внутри нее.

За счет этого вода быстрее вскипает, достигнув температуры кипения.

Вскипание также зависит от давления воздуха, которое оказывается на поверхность. Если оно падает, то и температура закипания снижается. Вскипание наступает быстрее. Если давление увеличивается, то и температура вскипания уменьшается. Для закипания потребуется большее температурное воздействие.

Вскипание зависит также от диаметра дна кастрюли. Чем оно больше, тем скорее содержимое закипит внутри нее.

Многое зависит от вида применяемого источника нагревания. Вода вскипает через разный временной промежуток, если для ее нагрева используется газовая или электрическая плита.

Эффективный способ как отогреть воду в пластиковой трубе

Во многих домах водоснабжение осуществляется по пластиковым трубам. Если вы обнаружили, что зимой ваша труба замёрзла, то следует её хорошенько отогреть.

Для того, чтобы это сделать, вам придётся взять:

1. стальную закалённую проволоку с диаметром в 3 мм;
2. длинный гидроуровень;
3. клизму;
4. 100 литров кипятка;
5. металлическое ведро;
6. кусачки;
7. двужильный провод из меди;
8. обычную вилку для розетки;
9. насос;
10. поливной шланг;
11. трубу с краном на конце;
12. 100 литровую бочку;
13. кипятильник.

Первым делом сделайте проволоку ровной. Приготовьте гидроуровень. Один конец проволоки заверните в петлю. Изолентой соедините петлю к трубке гидроуровня. Головка уровня должна выходить на 1 сантиметр. Возьмите изоленту и соедините проволоку с уровнем на всю длину. Оставшийся конец гидроуровня закрепите к клизме. Теперь проволоку с трубкой засуньте в пластиковую трубу, где замёрзла ваша вода. Двигайте её до момента, когда почувствуете, что упёрлись в лёд. Теперь клизмой вводите кипяток и толкайте проволоку внутрь трубы. Под конец трубопровода поставьте ведро, чтобы лилась холодная вода.

Рекомендации по предотвращению замерзания водопровода

Что можно и нужно предпринять для предотвращения замерзания водопровода в зимний период? На этот вопрос могут дать грамотный ответ только специалисты. Стоит прислушаться к их советам:

1. Заранее обнаружьте запорный кран в доме и сообщите о своей находке всем взрослым людям, проживающим в доме.
2. Если предполагается из загородного дома съезжать на зимний период, то спустите воду из системы, перекройте краны и соберите все шланги.
3. Если на вашем участке все водоотводы находятся в гараже или сарае, то двери этих помещений нужно держать всегда закрытыми.
4. В случае наличия незащищенных водопроводных труб нужно перекрыть к ним возможный доступ холодного воздуха – например, заткнуть все дырки тряпками.
5. Мало провести утепление труб в земле, нужно об этом позаботиться и в других местах пролегания водопровода – у многих людей он имеется и на чердаке.
6. В случае сильных морозов нужно проложить нагревающий кабель вдоль труб – в идеале это необходимо сделать на протяжении всей длины водопровода, но хватит и для защиты самых «слабых» участков.
7. В зимнее время года, когда прогнозируют морозы, держите кран всегда приоткрытым – пусть вода стекает из системы потихоньку. Если увидели, что вода перестала бежать, это означает, что в трубах появился лед – откройте воду сильнее, она напором выдавит уже образовавшийся лед из труб.

Если выполнить все вышеуказанные рекомендации, то никакого промерзания даже в самые сильные морозы не случится.

Утепленные трубы нужно после окончания зимы снова вернуть в исходное положение:

• во-первых, нужно убрать все нагревательные приборы и теплоизоляционные материалы – перегрев водопровода тоже вреден для системы;
• во-вторых, необходимо обследовать состояние системы подачи и отвода воды – даже при кажущемся благополучии возможно будут обнаружены повреждения;
• в-третьих, желательно сделать реконструкцию системы и исключить вероятность промерзания труб водопровода будущей зимой.

Утепление водопровода – это прямой путь к радости от мороза и солнца. Но если заранее не позаботились об этом процессе, то придется прибегнуть к одному из рекомендованных выше способов разморозить водопровод.

(71 голос., средний: 4,75 из 5)

Интересный феномен

Горячая вода замерзает быстрее холодной. Если мы возьмем два одинаковых стакана и нальем в один горячей воды, а в другой столько же холодной, то мы заметим, что горячая вода замерзнет быстрее, чем холодная. Это не логично, согласитесь? Горячей воде нужно остыть, чтобы начинать замерзать, а холодной этого не нужно. Как объяснить данный факт? Ученые по сей день не могут объяснить эту загадку. Данный феномен имеет название «Эффект Мпембы». Открыт был в 1963 году ученым из Танзании при необычном стечении обстоятельств. Студент хотел сделать себе мороженое и заметил, что горячая вода замерзает быстрее. Об этом он поделился со своим учителем физики, который сначала не поверил ему.

Увеличение и уменьшение объема

Изменение объема воды

Когда вода нагревается или охлаждается, ее плотность уменьшается.

Все природные материалы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Единственным исключением из этого правила является вода. Это уникальное ее свойство называется аномалией воды.

Вода имеет наибольшую плотность при +4 °C, при которой 1 дм3 = 1 л имеет массу 1 кг.
Если вода нагревается или охлаждается относительно этой точки, ее объем увеличивается, что означает уменьшение плотности, т. е. вода становится легче.

Это можно отчетливо наблюдать на примере резервуара с точкой перелива.

В резервуаре находится ровно 1000 см3 воды с температурой +4 °C. При нагревании воды некоторое количество выльется из резервуара в мерную емкость. Если нагреть воду до 90 °C, в мерную емкость выльется ровно 35,95 см3, что соответствует 34,7 г.

Мониторим проблемные места и устраняем возможные причины

В нашем случае проблемными местами будут помещения, где температура зимой опускается -7°C, а так же улица.

Первым делом подвал дома

. Самым простым способом избежать замерзания труб в подвале, это поднять температуру воздуха в нем. Из самых простых мер, утеплить все окна и двери.

На втором месте уличные краны

. С этим немного сложнее, на зиму нужно перекрыть подачу и слить воду из всех труб, которые подходят к уличным кранам. В некоторых случаях, когда нет возможности полностью слить воду из трубы, я отсоединял ее от водопровода и таким образом сливал с нее воду. Но по правилам нужно делать сливной кран в трубе, в самой нижней ее точке как показано на рисунке ниже.

Ну и основное это главная труба подачи воды на улице

. Спасти трубу на улице, можно только утеплив ее. А об этом думаю, стоит поговорить подробнее:

Утеплитель для труб из полиэтиленовой пены

Самый дешевый и простой способ обезопасить себя от замерзания воды в трубах – это утеплить их специальной трубкой из полиэтиленовой пены. Монтировать его удобно как при монтаже, просто нанизывая на трубу, так и при уже собранной системе водопровода. На улице лучше утеплять трубу в два слоя, используя пену диаметром 25 мм и 32 мм.

Нагревательный кабель

Кабель похожий на тот, что используют в электрических теплых полах. Он автоматически начинает подогревать трубу, по достижении минимальной температуры, которую он получает от датчика температуры . Единственный минус, нужно узнавать у производителя, о возможности монтажа с пластиковыми трубами. И как вы наверное догадались, от обогрева трубы не будет толка без утеплителя.

Как будет меняться температура кипения воды: 4 фактора

Температура, при которой кипит жидкость, называется температурой кипения.

Стоит отметить, что она всегда остается неизменной. Поэтому, если увеличить огонь под кипящей кастрюлей с водой, выкипать будет быстрее, но температура при этом не увеличится, так как средняя кинетическая энергия молекул остаётся неизменной.

Рассмотрим 4 фактора, которые влияют на изменение t°:

1. Пониженное атмосферное давление (наблюдается в горной местности) – t° уменьшается.
2. Повышенное атмосферное давление (наблюдается в шахте) – t° наоборот увеличивается.
3. Применения герметической крышки, вакуума. За счёт герметической крышки или посуды пар не выходит градус кипения увеличивается. При использовании вакуума температура зависит от давления, которое создано внутри его.
4. Свойства воды. Соленая вода начинает кипеть при более высокой температуре, чем пресная.

Рассмотрим более подробно каждый из факторов.

Влияние атмосферного давления

Согласно исследованиям и уравнению Клапейрона — Клаузиуса, градус кипения напрямую зависит от атмосферного давления. С его ростом температура кипения увеличивается, а с уменьшением, наоборот, становится все ниже и ниже.

Атмосферное давление — это давление атмосферы, действующее на все находящиеся на ней предметы и земную поверхность. Оно может меняться в зависимости от места и времени и измеряется барометром.

Таблица № 1. «Температура кипения воды от давления».

Р, кПа	t, °C	Р, кПа	t, °C	Р, кПа	t, °C
5,0	32,88	91,5	97,17	101,325	100,00
10,0	45,82	92,0	97,32	101,5	100,05
15,0	53,98	92,5	97,47	102,0	100,19
20,0	60,07	93,0	97,62	102,5	100,32
25,0	64,98	93,5	97,76	103,0	100,46
30,0	69,11	94,0	97,91	103,5	100,60
35,0	72,70	94,5	98,06	104,0	100,73
40,0	75,88	95,0	98,21	104,5	100,87
45,0	78,74	95,5	98,35	105,0	101,00
50,0	81,34	96,0	98,50	105,5	101,14
55,0	83,73	96,5	98,64	106,0	101,27
60,0	85,95	97,0	98,78	106,5	101,40
65,0	88,02	97,5	98,93	107,0	101,54
70,0	89,96	98,0	99,07	107,5	101,67
75,0	91,78	98,5	99,21	108,0	101,80
80,0	93,51	99,0	99,35	108,5	101,93
85,0	95, 15	99,5	99,49	109,0	102,06
90,0	96,71	100,0	99,63	109,5	102,19
90,5	96,87	100,5	99,77	110,0	102,32
91,0	97, 02	101,0	99,91	115,0	103,59

Единицы измерения давления в таблице: кПа.

Нормальное атмосферное давление составляет 765 мм. РТ. Ст. = 101,325 Р, кПа

Температура кипения в горах

При подъеме над поверхностью Земли (в горах), температура кипения воды падает, так как снижается атмосферное давление (на каждые 10, 5 м на 1 мм РТ. С). Пузырькам легче всплывать –  процесс происходит быстрее.

Поэтому высоко в горах альпинисты не могут приготовить нормальную пищу, а используют законсервированные продукты.

Для варки мяса, как и других продуктов, нужны привычные 100  градусов. В обратном случае все компоненты бульона просто останутся сырыми.

Таблица № 2. «Как будет меняться t° кипения с высотой».

Высота над уровнем моря	t° кипения
100,0
500	98,3
1000	96,7
1500	95,0
2000	93, 3
2500	91,7
3000	90,0
3500	88,3
4000	86,7
4500	85,0
5000	83,3
6000	80,0

Температура кипения воды в шахте

Если спуститься в шахту, то давление будет увеличиваться.

Температура кипения воды в шахте зависит от глубины (при спуске на 300 м вода закипит при t 101°C, при глубине 600 метров -102 °C

Применение герметической крышки

Герметичные крышки не позволяет образовавшемуся пару ускользнуть. В среднем температура закипания воды увеличивается от 5-20 градусов.

В хозяйстве для приготовления блюд часто используют кастрюли, сковородки с герметичной крышкой. Таким образом, уменьшается время приготовления пищи за счет высокой температуры, а блюда получаются более вкусными. В горных районах с низким давлением это необходимая вещь для приготовления пищи. Так же используют мультиварки и сотейники.

Кипячение воды в вакууме

Вакуум — это среда с газом, с пониженным давлением.

Виды вакуумов:

1. низкий;
2. средний;
3. высокий;
4. сверхвысокий;
5. экстремальный;
6. космическое пространство;
7. абсолютный.

Температура кипения воды в вакууме зависит от того, какое давление в нём.

Кипение солёной воды

Солёная вода закипает при более высокой температуре за счет своих свойств.

Соль увеличивает плотность воды, соответственно на процесс требуется больше времени.

t° повышается примерно на 1 градус при добавлении 40 грамм соли на литр воды.

Температура кипения воды в чайнике

Чистая пресная вода закипает в чайнике при t° 100 градусов °C  при условиях нормального атм. давления 760 мм ртутного столба.

Как ускорить?

Чтобы в емкости быстрее образовался кипяток, можно использовать следующие способы:

1. Накрыть кастрюлю крышкой. Самый действенный вариант. Крышка не позволит теплу уходить в помещение. Теплоотдача останется высокой. Воде потребуется меньше времени для закипания.
2. Использовать кастрюлю с широким днищем. Чем больше диаметр емкости, тем скорее в ней начнется процесс кипения. В таре с широким дном нагрев более равномерный.
3. Использовать самую большую по размеру газовую или электрическую конфорку. Чем больше по диаметру нагревательный источник, тем интенсивнее будет прогреваться дно емкости.

Соль не ускоряет закипание воды. Она лишь вызывает кратковременный эффект появления пузырьков в ней. Особенно это видно при добавлении соли в уже сильно нагретую воду. Но на время ее закипания это не влияет.

Вывод

Проанализировав вышеизложенную информацию, можно сделать вывод, что самым оптимальным способом избежать разрыва труб является их утепление с помощью пенополиуретановой скорлупы. Это самый бюджетный, простой и надежный вариант среди вышеперечисленных. Главное, чтобы материал был качественным.

Заказать качественную пенополиуретановую скорлупу вы можете в компании АМАРО. Мы являемся прямым производителем пенополиуретановой скорлупы, благодаря чему продукция имеет выгодную для покупателей стоимость.

Форма заказа скорлуп ППУ (теплоизоляции для труб), отводов, клея, кожухов, хомутов

Воспользовавшись этой формой, Вы можете отправить заявку-заказ на утеплитель для труб (скорлупу ППУ, теплоизоляцию), отводы для труб, клей, хомуты и любую другую нашу продукцию. После обработки заказа нашим отделом сбыта, сотрудники свяжутся с вами для уточнения параметров заказа, сроков поставки, условий доставки и т.п.