水的比热容大的应用
初中物理教师的博客 高垚骏的物理空间（高中版） 高垚骏的个人主页
初中物理老师教育博客与物理教学网荟萃 “国培计划（2011）”高垚骏的博客
水的比热容大的应用
水的比热容较大，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。这个应用主要考虑两个方面，第一是一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气候；第二是一定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖。
一、利用水的比热容大来调节气候
1．对气温的影响
据新华社消息，三峡水库蓄水后，这个世界上最大的人工湖将成为“空调”，使山城重庆的气候冬暖夏凉。据估计，夏天气温可能会因此下降５摄氏度，冬天气温可能会上升３到４摄氏度。
是什么原因导致重庆山城变得冬暖夏凉呢？原来，水库的建立，水的增加，而水的比热容大，在同样受冷受热时温度变化较小，从而使夏天的温度不会升得比过去高，冬天的温度不会下降的比过去低，使温度保持相对稳定，从而水库成为一个巨大的“天然空调”。
“朝穿皮袄午披纱，怀抱火炉吃西瓜”这是沙漠地区早晚气温反差较大的写照。沙漠地区多砂石，而砂石的比热容较小。夜间砂石散热，温度降低较多，因而早晨气温较低。午间在阳光的照射下砂石吸热，温度上升很快，气温迅速上升。这样就出现了早、午气温差别较大的奇特现象。
而沿海地区多水，水的比热容较大。在夜晚，海洋与沙漠地区同样散热，海洋的温度降低不多，夜间气温不太低。同理在午间海水吸热，但气温不会升得太快。所以沿海地区早、午的气温差别并不明显。因此沿海地区的气温较稳定。
2．热岛效应的缓解
晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。在缓解热岛效应方面，专家测算，一个中型城市环城绿化带树苗长成浓荫后，绿化带常年涵养水源相当于一座容积为1.14×107m3的中型水库，由于水的比热容大，能使城区夏季高温下降1℃以上，有效缓解日益严重的“热岛效应”。
3．海陆风的形成
白天的时候，由于陆地的泥土比热容比海水的小，升温比海水快，形成空气的密度差，海面上的空气的密度高于陆地上的密度，陆地上热空气上升后海面上空气流过来补充，形成海风。而晚上的时候正好相反，形成陆风。海陆风不仅体现在一天而且体现在某个季节。
二、利用水的比热容大来冷却或取暖
1．水冷系统的应用
人们很早就开始用水来冷却发热的机器，在电脑CPU散热中我们利用散热片与CPU核心接触，CPU产生的热量通过热传导的方式传输到散热片上，然后利用风扇将散发到空气中的热量带走，但水的比热容远远大于空气，因此CPU产生的热量传输到水中后水的温度不会明显上升，然后再通过水泵将内能增加的水带走，这样的系统称为水冷系统。
我们熟悉的热机的冷却系统也用水做为冷却液，也是利用了水的比热容大这一特性。
2．农业生产上的应用
水稻是喜温作物，在每年三四月份育苗的时候，为了防止霜冻，农民普遍采用“浅水勤灌”的方法，即傍晚在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起的时候，再把秧田中的水放掉。根据水的比热容大的特性，在夜晚降温时，使秧苗的温度变化不大，对秧苗起了保温作用。
3．热水取暖
在冬天，人们往往用热水袋装热水后取暖，而不用热煤油取暖，这主要原因是什么？因水的比热容比煤油的大，相同质量的水和煤油，温度降低相同的度数时，水放出的热量比煤油的多，因此选热水取暖。
水的比热容大这一特性还有许多的应用，诸如在炎热的夏天古代皇室用流水从屋顶上流下，起了防暑降温作用；夏威夷是太平洋深圳处的一个岛，那里气候宜人，是旅游度假的圣地，除了景色诱人之外，还有一个主要原因就是冬暖夏凉。
评论