बर्फ को पिघलाने की तुलना में पानी को अधिक तापमान तक गर्म करने में अधिक समय लगता है। हालांकि यह एक चौंकाने वाली स्थिति की तरह लग सकता है, यह जलवायु के मॉडरेशन में एक प्रमुख योगदानकर्ता है जो पृथ्वी पर जीवन को अस्तित्व में रखने की अनुमति देता है।
विशिष्ट गर्मी की क्षमता
किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता को उस पदार्थ के एक इकाई द्रव्यमान के तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है।
विशिष्ट ताप क्षमता की गणना
ऊष्मा ऊर्जा, तापमान परिवर्तन, विशिष्ट ऊष्मा क्षमता और तापमान में परिवर्तन के बीच संबंध का सूत्र Q = mc (डेल्टा T) है, जहाँ Q पदार्थ में जोड़ी गई ऊष्मा का प्रतिनिधित्व करता है, c विशिष्ट ऊष्मा क्षमता है, m पदार्थ के गर्म होने का द्रव्यमान है और डेल्टा T में परिवर्तन है तापमान।
पानी और बर्फ में अंतर
25 डिग्री सेल्सियस पर पानी की विशिष्ट गर्मी 4.186 जूल/ग्राम * डिग्री केल्विन है।
-10 डिग्री सेल्सियस (बर्फ) पर पानी की विशिष्ट ताप क्षमता 2.05 जूल/ग्राम * डिग्री केल्विन है।
100 डिग्री सेल्सियस (भाप) पर पानी की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 2.080 जूल/ग्राम * डिग्री केल्विन है।
पानी और बर्फ में विशिष्ट ताप क्षमता को प्रभावित करने वाले कारक
शायद बर्फ और पानी के बीच सबसे स्पष्ट अंतर यह है कि बर्फ एक ठोस है और पानी एक तरल है, लेकिन जब पदार्थ की अवस्था तापमान के आधार पर ठोस से तरल में गैस में परिवर्तन, रासायनिक सूत्र दो हाइड्रोजन परमाणुओं को सहसंयोजक रूप से एक ऑक्सीजन से बंधा रहता है परमाणु।
स्वतंत्रता की एक डिग्री ऊर्जा का कोई भी रूप है जिसमें किसी वस्तु को हस्तांतरित गर्मी को संग्रहीत किया जा सकता है। एक ठोस में, स्वतंत्रता की ये डिग्री उस ठोस की संरचना द्वारा प्रतिबंधित होती हैं। अणु में आंतरिक रूप से संग्रहीत गतिज ऊर्जा उस पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में योगदान करती है न कि उसके तापमान में।
एक तरल के रूप में, पानी को स्थानांतरित करने और उस पर लागू गर्मी को अवशोषित करने के लिए अधिक दिशाएं होती हैं। अधिक सतह क्षेत्र है जिसे समग्र तापमान में वृद्धि के लिए गर्म करने की आवश्यकता है।
हालांकि, बर्फ के साथ, इसकी अधिक कठोर संरचना के कारण सतह क्षेत्र नहीं बदलता है। जैसे ही बर्फ गर्म होती है, उस ऊष्मा ऊर्जा को कहीं जाना चाहिए, और यह ठोस की संरचना को तोड़ना शुरू कर देती है और बर्फ को पानी में पिघला देती है।
पानी की उच्च विशिष्ट ताप क्षमता के लाभ
पानी की उच्च विशिष्ट ऊष्मा क्षमता के साथ-साथ इसकी वाष्पीकरण की उच्च ऊष्मा इसे करने की अनुमति देती है के बड़े पिंडों के आसपास के क्षेत्रों में तापमान में धीरे-धीरे परिवर्तन करके पृथ्वी की जलवायु को नियंत्रित करें पानी।
पानी की उच्च विशिष्ट गर्मी के कारण, पानी के निकायों के पास पानी और जमीन पानी के बिना भूमि की तुलना में अधिक धीमी गति से गर्म होती है। क्षेत्र को गर्म करने के लिए अधिक ऊष्मा ऊर्जा की आवश्यकता होती है क्योंकि पानी ऊर्जा को अवशोषित करता है।
ऊष्मा ऊर्जा की समान मात्रा शुष्क भूमि के तापमान को बहुत अधिक तापमान तक बढ़ा देगी, और मिट्टी या गंदगी गर्मी को जमीन में जाने से रोकेगी। रेगिस्तान विशेष रूप से पानी की कमी के कारण अत्यधिक उच्च तापमान तक पहुँच जाते हैं।