当我们被烧伤时,我们用流水冷却患处。建筑物和大型商业设施的空调也以水为介质。
在许多其他情况下,水也用于冷却。
水作为优良的冷却介质
水除了是*种易于确保在各种情况下用作冷却介质的物质外,水的特性也使其成为*种*好的冷却介质。
1.化学稳定
水是*种由于在室温下加热或严重腐蚀其他物质而分解成不同物质的风险较小的物质。
2.水的比热很大
比热是将 1 g 物质的温度升高 1 °C (K) 所需的热量。
使用KJ/(kg/°C)作为单位。
比热表示“改变物质温度的难易程度”。物质的比热越高,加热或冷却它就越困难。
高比热 = 需要大量热量来提高水温
例如,这意味着如果将水泼入火中,可以带走燃烧物体的大量热量,直到水温升高并沸腾。
正如您在下表中看到的,当您比较空气和水时,水的比热值是空气的四倍多。
让我们尝试将其应用于冷却。例如,假设需要 1 千克水将 1 千克水的温度降低 1 °C,使用空气将水冷却相同的量,
你会需要
1 千克 × 4.18/1.01 = 4.14 千克。如果将其转换为体积,则水与空气的比例变为
1 升水对 3436 升(3.5 立方米)空气。
可以说,水的冷却效率高于空气,因为仅需 1 升水即可达到与 3.5 立方米空气相同的冷却效果。
与其他液体变频器,水的比热也很高,被誉为常温下液态物质中比热*高的物质。
3.高蒸发热
蒸发热是将液体变成气体所需的热量。汽化热是潜热的*种,又称蒸发潜热。如下表所示,众所周知,与其他材料变频器,水的蒸发热特别高。
蒸发热越大,液体越难蒸发,因为物质需要大量的热量才能蒸发。反之,蒸发热量越高,制冷能力越大,因为物质蒸发时会带走周围环境的大量热量。夏日傍晚阳台泼水时,也利用此原理降温。
此外,商业和工业中使用此原理的冷却设施都有冷却塔。冷却塔是*种冷却系统,用于冷却用于建筑空调和局部空调设备的冰箱和工业用水。通过使冷却水与外部空气直接接触以蒸发部分冷却水来冷却剩余的冷却水。在常温下,水的蒸发潜热约为2250 kJ/kg,比热约为4.2 kJ/kg °C,所以剩余水的温度会因蒸发1%而降低约6 °C的冷却水。