Hosszabb ideig tart a víz felmelegítése magasabb hőmérsékletre, mint a jég megolvasztása. Bár ez zavarónak tűnhet, mégis nagyban hozzájárul az éghajlat mérsékléséhez, amely lehetővé teszi az élet létezését a Földön.
Fajlagos hőteljesítmény
Az anyag fajlagos hőkapacitása az a hőmennyiség, amely szükséges ahhoz, hogy az anyag egy egységének hőmérsékletét 1 Celsius-fokkal növelje.
A fajlagos hőkapacitás kiszámítása
A hőenergia, a hőmérséklet-változás, a fajlagos hőteljesítmény és a hőmérséklet-változás összefüggésének képlete Q = mc (delta T), ahol Q az anyaghoz adott hőt képviseli, c a fajlagos hőteljesítmény, m a melegítendő anyag tömege, a delta T pedig a hőfok.
Különbségek a vízben és a jégben
A 25 Celsius fokos víz fajhője 4,186 joule / gramm * Kelvin fok.
A víz fajlagos hőkapacitása -10 Celsius fokon (jég) 2,05 joule / gramm * Kelvin fok.
A víz fajlagos hőteljesítménye 100 Celsius fokon (gőz) 2,080 joule / gramm * Kelvin fok.
A víz és a jég fajlagos hőkapacitását befolyásoló tényezők
Valószínűleg a legnyilvánvalóbb különbség a jég és a víz között az a tény, hogy a jég szilárd és a víz folyékony, de miközben az anyag állapota a hőmérséklettől függően szilárdról folyékonyra változik, a kémiai képlet két hidrogénatom marad kovalensen kötve egy oxigénhez atom.
Bizonyos fokú szabadság az energia bármely formája, amelyben az objektumra továbbított hő tárolható. Egy szilárd anyagban ezeket a szabadságfokokat korlátozza a szilárd anyag szerkezete. A molekulában belülről tárolt kinetikus energia hozzájárul az anyag fajlagos hőteljesítményéhez, és nem a hőmérsékletéhez.
Folyadékként a víznek több iránya van a mozgásra és a rá hevített anyag elnyelésére. Több olyan felület van, amelyet fel kell melegíteni a teljes hőmérséklet növekedéséhez.
Jéggel azonban a felület nem változik merevebb szerkezete miatt. Ahogy a jég felmelegszik, ennek a hőenergiának el kell jutnia valahova, és ez elkezdi lebontani a szilárd anyag szerkezetét, és vízgé olvasztja a jeget.
A víz magasabb fajlagos hőkapacitásának előnyei
A víz nagyobb fajlagos hőkapacitása, valamint magas párolgási hője lehetővé teszi mérsékli a Föld éghajlatát azáltal, hogy a nagy testek körüli területeken a hőmérséklet lassan változik víz.
A magas fajlagos vízhő miatt a vizet és a víztestek közelében lévő földet lassabban melegítik, mint a víz nélküli földet. Több hőenergia szükséges a terület felmelegedéséhez, mert a víz elnyeli az energiát.
Hasonló mennyiségű hőenergia a szárazföld hőmérsékletét sokkal magasabb hőmérsékletre emelné, és a talaj vagy a szennyeződés megakadályozná a hő bejutását a földbe. A sivatagok kifejezetten vízhiányuk miatt rendkívül magas hőmérsékletet érnek el.