Het duurt langer om water tot een hogere temperatuur te verwarmen dan om ijs te smelten. Hoewel dit misschien een verbijsterende situatie lijkt, levert het een belangrijke bijdrage aan de matiging van het klimaat dat leven op aarde mogelijk maakt.

Specifieke warmtecapaciteit

De specifieke warmtecapaciteit van een stof wordt gedefinieerd als de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van één eenheidsmassa van die stof met 1 graad Celsius te verhogen.

Berekening specifieke warmtecapaciteit

De formule voor de relatie tussen warmte-energie, temperatuur verandering, specifieke warmtecapaciteit en verandering in temperatuur is Q = mc (delta T), waarbij Q staat voor de warmte die aan de stof wordt toegevoegd, c is de specifieke warmtecapaciteit, m is de massa van de substantie die wordt verwarmd en delta T is de verandering in de temperatuur.

Verschillen in water en ijs

De soortelijke warmte van water bij 25 graden Celsius is 4.186 joules /gram * graden Kelvin.

De specifieke warmtecapaciteit van water bij -10 graden Celsius (ijs) is 2.05 joules /gram * graden Kelvin.

De specifieke warmtecapaciteit van water bij 100 graden Celsius (stoom) is 2.080 joules /gram * graden Kelvin.

Factoren die van invloed zijn op specifieke warmtecapaciteit in water en ijs

Waarschijnlijk het meest voor de hand liggende verschil tussen ijs en water is de het feit dat ijs een vaste stof is en water een vloeistof is, maar hoewel de toestand van de materie verandert van vast naar vloeibaar tot gas afhankelijk van de temperatuur, blijft de chemische formule twee waterstofatomen die covalent gebonden zijn aan één zuurstofatoom.

A Vrijheidsgraad is elke vorm van energie waarin warmte die is overgebracht naar een object kan worden opgeslagen. In een solide worden deze vrijheidsgraden beperkt door de structuur van die vaste stof. De kinetische energie die intern in het molecuul wordt opgeslagen, draagt ​​bij tot de specifieke warmtecapaciteit van die stof en niet tot de temperatuur.

Als een vloeistof heeft water meer richtingen om te bewegen en de warmte te absorberen die erop wordt toegepast. Er is meer oppervlak dat moet worden verwarmd om de algehele temperatuur te laten stijgen.

Echter, met ijs verandert het oppervlak niet door de stijvere structuur. Naarmate het ijs warmer wordt, moet die warmte-energie ergens naartoe gaan en begint de structuur van de vaste stof af te breken en het ijs in water te laten smelten.

Voordelen van de hogere specifieke warmtecapaciteit van water

Hoe hoger de specifieke warmtecapaciteit van water en de hoge verdampingswarmte maken het mogelijk het aardklimaat te matigen door de temperatuur langzaam te veranderen in gebieden rond grote watermassa's.

Vanwege de hoge soortelijke warmte van water, water en landen in de buurt van waterlichamen worden langzamer verwarmd dan het land zonder water. Er is meer warmte-energie nodig om het gebied op te warmen omdat het water de energie absorbeert.

Een vergelijkbare hoeveelheid warmte-energie zou de temperatuur van het droge land verhogen tot een veel hogere temperatuur, en de grond of het vuil zou de temperatuur behouden. warmte om de grond in te gaan. Woestijnen bereiken extreem hoge temperaturen, vooral vanwege hun gebrek aan water.