Obliczając ilość ciepła, jaką trzeba odprowadzić od 1 tony wody, korzystamy ze wzoru Q = m·c·ΔT. Masa to 1 tona, czyli 1000 kg, ciepło właściwe c = 4,2 kJ/kgK, a różnica temperatur ΔT = 25°C - 5°C = 20 K. Podstawiając: Q = 1000 kg × 4,2 kJ/kgK × 20 K = 84 000 kJ. Ponieważ 1 MJ to 1000 kJ, wynik to 84 MJ. To właśnie pokazuje, jak duża ilość energii jest związana z procesami ogrzewania czy chłodzenia wody w praktyce – szczególnie przy dużych objętościach. W przemyśle ten typ obliczeń pojawia się często, np. w instalacjach grzewczych, przy projektowaniu chłodnic czy wymienników ciepła. Moim zdaniem dobrze jest pamiętać, że ciepło właściwe dla wody jest dość wysokie, co sprawia, że woda doskonale magazynuje energię. Takie zadania pojawiają się też na egzaminach zawodowych i w praktyce – zawsze opieraj się na jednostkach, bo łatwo się pomylić z MJ i kJ. Branżowe standardy, np. PN-EN ISO 5167, również zawsze wymagają poprawnego przeliczania jednostek. To podstawa do dalszej nauki o termodynamice i energetyce. Dla ciekawostki – podobne obliczenia są przy projektowaniu instalacji centralnego ogrzewania czy nawet przy ocenie efektywności pomp ciepła. Bez tego trudno ruszyć dalej w praktycznych zastosowaniach energetyki czy chłodnictwa.
Przy szacowaniu ilości ciepła potrzebnej do schłodzenia lub ogrzania wody, warto zawsze bardzo dokładnie przeanalizować jednostki i cały proces myślowy. Często spotykam się z sytuacjami, gdzie ktoś podstawiłby dobre liczby do wzoru, ale pomyliłby się na etapie przeliczania kJ na MJ lub odwrotnie. To bardzo powszechny błąd, bo przecież 84 kJ lub 840 kJ wydaje się logiczne, jeśli zapomnimy, że woda ma dużą pojemność cieplną, a masa 1 tony to aż 1000 kg. W praktyce przemysłowej takie pomyłki mogą prowadzić do zupełnie błędnych założeń projektowych, np. niedowymiarowania urządzeń chłodniczych czy grzewczych. Z mojego doświadczenia wynika, że najczęstszą pułapką jest nieuwzględnienie wszystkich zer przy przeliczaniu jednostek, szczególnie kiedy w grę wchodzą duże masy i różnice temperatur. Wbrew pozorom, 84 kJ czy nawet 840 kJ to zbyt mało energii, by schłodzić tak dużą masę wody o 20 stopni. W praktyce inżynierskiej 1 MJ to aż 1000 kJ, więc łatwo tu zgubić skalę. Odpowiedzi 84 kJ i 840 kJ wynikają najczęściej z błędnego podstawienia masy bez zamiany ton na kilogramy lub złego przeliczenia jednostek energii. Natomiast 8,4 MJ to dziesięciokrotnie za mało – co wskazuje na pomyłkę w obliczeniach lub błędne przyjęcie różnicy temperatur, być może zrealizowano tu obliczenia dla 2 K a nie 20 K. Dobra praktyka to zawsze sprawdzić, czy wynik jest w odpowiednich jednostkach i czy skala pasuje do rzeczywistego procesu. W branży energetycznej takie błędy są niedopuszczalne, bo mogą skutkować nieefektywnym działaniem całych systemów. Dlatego warto wyrobić sobie nawyk dokładnego sprawdzania jednostek i przeliczania wszystkiego na końcu. To naprawdę się przydaje, nie tylko na egzaminach.