Eau_thermodynamique Легкі або надлегкі піші прогулянки
Інструменти сайту
Вас не ідентифікували.
Зміст
Багато питань при виборі туристичного спорядження прямо чи опосередковано стосуються води у всіх її видах: погода, приготування їжі, піт ... Ось кілька ключів до розуміння.
Сторінка триває !
Кілька корисних термінів і цифр:
| Питоме тепло (або питоме тепло) | 4,2 Дж/г/К | 1 кал/г/К | На грам води потрібно подавати 4,2 Дж тепла, щоб підвищити її температуру на один кельвін (або 1 ° C) без зміни стану. Це також визначення калорії, що робить певні обчислення швидшими, ніж (1 калорія = 4,2 Дж) |
| Приховане тепло випаровування | 2454 Дж/г. | 537 кал/г. | Кількість тепла, яке підводиться до води, щоб перейти з рідкого стану в газовий (пара) |
| Прихована теплота плавлення | 333 Дж/г. | 80 кал/г. | Кількість тепла, яке подається до води, переходить із твердого стану (льоду) у рідкий стан |
| Прихована теплота сублімації | 2787 Дж/г. | 617 кал/г. | Кількість тепла, яке подається до води, переходить із твердого стану (лід) на газоподібний стан (пара) |
Все це щодня перетворюється на погодні явища: дощ, гроза, посуха ... термодинаміка води є основним елементом.
Утворення хмар
Ми повинні розуміти хмари в широкому розумінні: туман і туман - це хмари, які торкаються землі.
Атмосфера має певну здатність транспортувати водяну пару, яку також називають абсолютною вологістю насичення або межею насичення. Коли вміст води в повітрі перевищує це значення, відбувається насичення та потенційна конденсація.
Ця потужність дуже сильно залежить від температури: чим вище температура, тим більше води може утримувати повітря. І навпаки, чим холодніше, тим менше води може утримувати повітря.
| Температура (° C) | -5 ° C | 0 ° C | 5 ° C | 10 ° C | 15 ° C | 20 ° C | 30 ° C |
| Значення насичення (г/м3) | 3.2 | 4.8 | 6.8 | 9.4 | 12.9 | 17 | 30 |
Таким чином, є 2 способи зробити хмару і, зокрема, конденсувати пари маси повітря:
Відношення абсолютної вологості до абсолютної вологості насичення називається відносна вологість. Це відома вологість, виражена у%.
Для фіксованої абсолютної вологості називається температура, при якій відбувається конденсація точка роси. Отже, це також температура, при якій відносна вологість становить 100%.
Повітряне охолодження
Це не строго кажучи явище, пов’язане з водою, хоча ... Є кілька явищ, які призводять до охолодження атмосфери:
Ми бачили, що для конденсації повітря повинно бути насиченим. Є ще один важливий інгредієнт: ядро конденсації, поверхня, на якій зможе утворитися крапля.
Одяг
Це велика пастка холоду та туману: організм продовжує зневоднюватись, правда, менш швидко, ніж на сонці на 40 ° C, але все одно зі стійкою швидкістю.
Це не дуже інстинктивно, але ось що відбувається:
Приклад (лише для дихання):
Це 0 ° C з туманом, прекрасне горохове пюре. Тому ми дихаємо насиченим повітрям (4,8 г/м3 + краплі у суспензії 0,1 г/м³). За натхненням повітря нагрівається до понад 30 ° C. Отже, значення насичення повітря в легенях перевищує 30 г/м³. Якщо ми вважаємо, що вода не встигає наситити це повітря, ми можемо легко розглянути абсолютну вологість при закінченні 20 г/м³.
Отже, за кожен вдиханий кубічний метр ми програли:
У стані спокою (об'єм дихання 0,5 л, 12 вдихів/хвилину, швидкість потоку 6 л/хв) 1 м³ повітря становить 167 хвилин (
3 год). Під час зусилля (наприклад, 2,0 л на вдих, 30 вдихів/хвилину, швидкість потоку 60 л/хв), 1 м³ повітря становить лише 17 хвилин !
Не забувайте про його зволоження навіть у холодних та вологих умовах. Навіть якщо ми не потіємо .
Тут ми бачимо всю зацікавленість одягу вітровка як перший бар'єр проти холоду, особливо у випадку постійних зусиль, що підвищують температуру тіла. На додаток до конвекції, випромінювання та теплопровідності від тіла до атмосфери існують значні втрати тепла, пов'язані з випаровуванням (див. Малюнки вище).
Це також один із інтересів пароізоляції (або VBL).
Простий одяг та матеріали
Під простим матеріалом я маю на увазі предмети, які не є ні ізольованими (пух, синтетична ізоляція тощо), ні закритими та водонепроникними, їх важко або неможливо широко відкрити (надувний матрац, водяний міхур тощо).
Ізольований одяг та матеріали
Пуховик, спальний мішок ...
Надувний/самонадувний матрац
Повернемось до кількох цифр, згаданих у верхній частині сторінки, з деякими додатками до приготування їжі, а особливо до підігріву води:
Теплові підшипники
Є два термічні етапи, під час яких вся задіяна енергія стосується лише зміни стану, а температура залишається постійною:
Це означає, що немає сенсу підтримувати високий і потужний нагрів під горщиком після того, як вода закипить, за винятком того, що хочеться випарувати всю воду: їжа не звариться швидше, і є ризик спалити дно варіння казан (вода у формі пари відганяє рідку воду з дна і дозволяє локально дуже значне підвищення температури ⇒ карбонізація).
Витрати енергії
Це також означає, що щоб закип’ятити (при 100 ° C) літр води зі свіжого снігу при -1 ° C, вам доведеться витратити:
Якщо ми беремо рідку воду, навіть холодну (1 ° C), ми економимо 80 ккал.
Therefore Тому в дуже холодну погоду запобігання замерзанню рідкої води є дуже цікавим !
Коли у вас немає кришки на горщику, кожен грам води, яка випаровується, забирає 537 калорій. А явище посилюється із підвищенням температури, оскільки повітря, що наближається до поверхні, висихає відносно під час нагрівання і швидко евакуюється конвекцією.
Горіння
Нагадуємо, що при спалюванні деревини, алкогольного газу… утворюється водяна пара. Приклад пропану (C3H8: 3 атоми водню 8 вуглецю):
Деякі хімічні розрахунки, згоряння одного моля пропану (молярна маса =
44 г/моль) утворює 4 молі води (молярна маса 18 г/моль). ⇒ при спалюванні 1 г пропану утворюється
1,6 г водяної пари
У разі приготування їжі в наметі (до речі, це не рекомендується з міркувань безпеки), стільки води додається до конденсату на стінах, крім води з каструлі, дихання. .