Det tar lengre tid å varme opp vann til en høyere temperatur enn å smelte is. Selv om dette kan virke som en forvirrende situasjon, er det en viktig bidragsyter til moderering av klimaet som gjør at livet kan eksistere på jorden.
Spesifikk varmekapasitet
Den spesifikke varmekapasiteten til et stoff er definert som den mengden varme som kreves for å øke temperaturen til en enhetsmasse av det stoffet med 1 grad Celsius.
Beregning av spesifikk varmekapasitet
Formelen for forholdet mellom varmeenergi, temperaturendring, spesifikk varmekapasitet og temperaturendring er Q = mc (delta T), hvor Q representerer varmen tilført stoffet, c er den spesifikke varmekapasiteten, m er massen av stoffet som varmes opp og delta T er endringen i temperatur.
Forskjeller i vann og is
Den spesifikke varmen av vann ved 25 grader Celsius er 4,166 joule / gram * grad Kelvin.
Den spesifikke varmekapasiteten til vann ved -10 grader Celsius (is) er 2,05 joule / gram * grad Kelvin.
Den spesifikke varmekapasiteten til vann ved 100 grader Celsius (damp) er 2.080 joule / gram * grad Kelvin.
Faktorer som påvirker spesifikk varmekapasitet i vann og is
Sannsynligvis den mest åpenbare forskjellen mellom is og vann er det faktum at is er et fast stoff og vann er en væske, men mens tilstanden til materie endres fra fast til væske til gass, avhengig av temperatur, forblir den kjemiske formelen to hydrogenatomer kovalent bundet til ett oksygen atom.
En grad av frihet er enhver form for energi der varme som overføres til et objekt kan lagres. I et fast stoff er disse gradene av frihet begrenset av strukturen til det faste stoffet. Den kinetiske energien som er lagret internt i molekylet, bidrar til stoffets spesifikke varmekapasitet og ikke til temperaturen.
Som væske har vann flere retninger for å bevege seg og absorbere varmen som påføres det. Det er mer overflate som må varmes opp for at den totale temperaturen skal øke.
Imidlertid, med is, endres ikke overflatearealet på grunn av den mer stive strukturen. Når isen varmes opp, må den varmeenergien gå et sted, og den begynner å bryte ned strukturen til det faste stoffet og smelte isen til vann.
Fordeler med vanns høyere spesifikke varmekapasitet
Den høyere spesifikke varmekapasiteten til vann så vel som den høye fordampningsvarmen gjør det mulig moderere jordens klima ved å få temperaturene til å endres sakte i områder rundt store kropper av vann.
På grunn av den høye spesifikke varmen av vann varmes vann og land nær vannmasser saktere opp enn land uten vann. Mer varmeenergi er nødvendig for å varme opp området fordi vannet absorberer energien.
En lignende mengde varmeenergi vil øke temperaturen på tørt land til en mye høyere temperatur, og jord eller skitt vil hindre varmen i å gå i bakken. Ørkener når ekstremt høye temperaturer, spesielt på grunn av mangel på vann.
