לוקח יותר זמן לחמם מים לטמפרטורה גבוהה יותר מאשר להמיסת קרח. אמנם זה אולי נראה כמו מצב מביך, אך הוא תורם בעיקר להתמתנות האקלים המאפשרת לחיים להתקיים על פני כדור הארץ.
קיבולת חום ספציפית
קיבולת החום הספציפית של חומר מוגדרת ככמות החום הנדרשת להגדלת הטמפרטורה של מסה יחידה אחת של אותו חומר במעלה אחת צלזיוס.
חישוב קיבולת חום ספציפית
הנוסחה לקשר בין אנרגיית חום, שינוי טמפרטורה, קיבולת חום ספציפית ושינוי בטמפרטורה היא Q = mc (delta T), כאשר Q מייצג את החום שנוסף לחומר, c הוא קיבולת החום הספציפית, m הוא מסת החומר שמחומם ודלתא T הוא השינוי טֶמפֶּרָטוּרָה.
הבדלים במים ובקרח
החום הספציפי של מים בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס הוא 4.186 ג'אול / גרם * קלווין.
קיבולת החום הספציפית של מים ב -10 מעלות צלזיוס (קרח) היא 2.05 ג'ול / גרם * מעלות קלווין.
קיבולת החום הספציפית של מים ב 100 מעלות צלזיוס (קיטור) היא 2.080 ג'ול / גרם * מעלות קלווין.
גורמים המשפיעים על קיבולת חום ספציפית במים ובקרח
ככל הנראה ההבדל הברור ביותר בין קרח למים הוא העובדה שקרח הוא מוצק ומים הם נוזל, אך בעוד שמצב החומר משתנה ממוצק לנוזל לגז בהתאם לטמפרטורה, הנוסחה הכימית נשארת שני אטומי מימן קשורים קוולנטית לחמצן אחד אָטוֹם.
מידת חופש היא כל צורה של אנרגיה בה ניתן לאחסן חום המועבר לאובייקט. במוצק, דרגות חופש אלה מוגבלות על ידי המבנה של אותו מוצק. האנרגיה הקינטית המאוחסנת באופן פנימי במולקולה תורמת ליכולת החום הספציפית של אותו חומר ולא לטמפרטורה שלו.
כנוזל, למים יש יותר כיוונים לנוע ולספוג את החום המופעל עליהם. יש יותר שטח פנים שצריך לחמם כדי שהטמפרטורה הכללית תעלה.
עם זאת, עם קרח, שטח הפנים אינו משתנה בשל מבנהו הנוקשה יותר. כאשר קרח מתחמם, אנרגיית החום הזו חייבת להגיע לאנשהו, והיא מתחילה לפרק את מבנה המוצק ולהמיס את הקרח למים.
יתרונות קיבולת החום הספציפית הגבוהה יותר של מים
יכולת החום הספציפית הגבוהה יותר של מים, כמו גם חום האידוי הגבוה שלהם מאפשר להם למתן את האקלים של כדור הארץ על ידי גורם לשינוי טמפרטורות לאט באזורים סביב גופים גדולים של מים.
בגלל החום הספציפי הגבוה של מים, מים ואדמה ליד גופי מים מחוממים לאט יותר מאשר אדמה ללא מים. יש צורך באנרגיית חום רבה יותר כדי לחמם את האזור מכיוון שהמים סופגים את האנרגיה.
כמות דומה של אנרגיית חום תעלה את הטמפרטורה של היבשה לטמפרטורה גבוהה בהרבה, והאדמה או הלכלוך ימנעו מהחום להיכנס לקרקע. מדבריות מגיעים לטמפרטורות גבוהות במיוחד במיוחד בגלל מחסור במים.
