Vandenį pašildyti iki aukštesnės temperatūros užtrunka ilgiau, nei ištirpdyti ledą. Nors tai gali atrodyti gluminanti situacija, ji labiausiai prisideda prie klimato, kuris leidžia gyvybei Žemėje, nuosaikumo.
Specifinė šilumos talpa
Specifinė medžiagos šiluminė talpa apibrėžiama kaip šilumos kiekis, reikalingas vienos medžiagos masės vieneto temperatūrai padidinti 1 laipsniu Celsijaus.
Apskaičiuojant savitąją šilumos talpą
Šilumos energijos, temperatūros pokyčio, savitosios šilumos talpos ir temperatūros pokyčio santykio formulė yra Q = mc (delta T), kur Q žymi į medžiagą pridėtą šilumą, c yra savitasis šilumos tūris, m yra kaitinamos medžiagos masė, o delta T - temperatūra.
Vandens ir ledo skirtumai
Specifinė vandens šiluma 25 laipsnių Celsijaus temperatūroje yra 4,186 džauliai / gramas * laipsnio Kelvino.
Specifinė vandens šiluminė talpa -10 laipsnių Celsijaus (ledo) yra 2,05 džauliai / gramas * laipsnis Kelvino.
100 laipsnių Celsijaus (garo) vandens savitoji šiluminė talpa yra 2,080 džaulių / gramas * laipsnio Kelvino.
Veiksniai, turintys įtakos specifiniam vandens ir ledo šilumos pajėgumui
Bene akivaizdžiausias skirtumas tarp ledo ir vandens yra tai, kad ledas yra kietas, o vanduo - skystis, tačiau materijos būsena priklausomai nuo temperatūros, keičiasi iš kieto į skystą į dujas, cheminė formulė išlieka dviem vandenilio atomais, kovalentiškai sujungtais su vienu deguonimi atomas.
Tam tikras laisvės laipsnis yra bet kokia energijos forma, kurioje gali būti kaupiama objektui perduota šiluma. Kietame kelyje šiuos laisvės laipsnius riboja to kietojo kūno struktūra. Kinetėje viduje kaupiama kinetinė energija prisideda prie specifinės šios medžiagos šilumos talpos, o ne prie jos temperatūros.
Kaip skystis, vanduo turi daugiau krypčių judėti ir absorbuoti jam taikomą šilumą. Yra daugiau paviršiaus ploto, kurį reikia šildyti, kad padidėtų bendra temperatūra.
Tačiau ledo atveju paviršiaus plotas nesikeičia dėl standesnės struktūros. Karščiuojant ledui, ta šilumos energija turi kažkur nukeliauti, ji pradeda ardyti kietosios medžiagos struktūrą ir tirpdyti ledą į vandenį.
Didesnio vandens specifinio šiluminio pajėgumo privalumai
Didesnė savitoji vandens šiluminė talpa ir didelė garavimo šiluma leidžia vidutinio sunkumo Žemės klimatą, sukeldamas temperatūros pokyčius lėtai aplink didelius kūnus vandens.
Dėl didelės specifinės vandens šilumos vanduo ir žemė prie vandens telkinių yra šildomi lėčiau nei žemė be vandens. Teritorijai pašildyti reikia daugiau šilumos energijos, nes vanduo sugeria energiją.
Panašus šilumos energijos kiekis padidintų sausos žemės temperatūrą iki daug aukštesnės temperatūros, o dirvožemis ar purvas neleistų šilumai patekti į žemę. Dykumos pasiekia ypač aukštą temperatūrą dėl vandens trūkumo.