Za zagrijavanje vode na višu temperaturu potrebno je duže nego što je potrebno za topljenje leda. Iako se ovo može činiti zbunjujućom situacijom, ona glavno pridonosi umjerenosti klime koja omogućuje život na Zemlji.
Specifični toplinski kapacitet
Specifični toplinski kapacitet tvari definira se kao količina topline potrebna za povećanje temperature jedne jedinice mase te tvari za 1 stupanj Celzija.
Izračunavanje specifičnog toplinskog kapaciteta
Formula odnosa između toplinske energije, promjene temperature, specifičnog toplinskog kapaciteta i promjene temperature je Q = mc (delta T), gdje je Q predstavlja toplinu dodanu supstanci, c je specifični toplinski kapacitet, m je masa tvari koja se zagrijava, a delta T je promjena u temperatura.
Razlike u vodi i ledu
Specifična toplina vode na 25 Celzijevih stupnjeva iznosi 4,186 džula / gram * stupnja Kelvina.
Specifični toplinski kapacitet vode na -10 stupnjeva Celzija (led) iznosi 2,05 džula / gram * stupnja Kelvina.
Specifični toplinski kapacitet vode na 100 Celzijevih stupnjeva (para) iznosi 2.080 džula / gram * stupanj Kelvina.
Čimbenici koji utječu na specifični toplinski kapacitet u vodi i ledu
Vjerojatno najočitija razlika između leda i vode je činjenica da je led čvrsta tvar, a voda tekućina, ali dok je stanje tvari mijenja se iz krutine u tekućinu u plin ovisno o temperaturi, kemijska formula ostaje dva atoma vodika kovalentno vezana za jedan kisik atom.
Stupanj slobode je bilo koji oblik energije u kojem se toplina prenesena na objekt može pohraniti. U krutini su ti stupnjevi slobode ograničeni strukturom te krutine. Kinetička energija pohranjena unutar molekule pridonosi specifičnom toplinskom kapacitetu te tvari, a ne njezinoj temperaturi.
Kao tekućina, voda ima više pravaca za kretanje i za upijanje topline koja je na nju primijenjena. Postoji više površine koju treba zagrijati da bi se povećala ukupna temperatura.
Međutim, s ledom se površina ne mijenja zbog svoje krutije strukture. Kako se led zagrijava, ta toplinska energija mora nekamo otići i ona počinje razgrađivati strukturu krutine i otapati led u vodi.
Prednosti većeg specifičnog toplinskog kapaciteta vode
To joj omogućuje veći specifični toplinski kapacitet vode kao i velika toplina isparavanja umjeravajte Zemljinu klimu uzrokujući polako mijenjanje temperatura u područjima oko velikih tijela voda.
Zbog visoke specifične topline vode, voda i zemljište u blizini vodnih tijela zagrijavaju se sporije od zemljišta bez vode. Za zagrijavanje područja potrebno je više toplinske energije jer voda upija energiju.
Slična količina toplinske energije povećala bi temperaturu suhog zemljišta na puno višu temperaturu, a tlo ili nečistoća spriječili bi da toplina odlazi u zemlju. Pustinje dosežu izuzetno visoke temperature posebno zbog nedostatka vode.