Za segrevanje vode na višjo temperaturo traja dlje kot za taljenje ledu. Čeprav se to morda zdi zmedeno, vendar pomembno prispeva k zmernosti podnebja, ki omogoča življenje na Zemlji.
Specifična toplotna zmogljivost
Specifična toplotna zmogljivost snovi je opredeljena kot količina toplote, potrebna za povečanje temperature ene enote mase te snovi za 1 stopinjo Celzija.
Izračun specifične toplotne zmogljivosti
Formula za razmerje med toplotno energijo, spremembo temperature, specifično toplotno zmogljivostjo in spremembo temperature je Q = mc (delta T), kjer je Q predstavlja toploto, dodano snovi, c je specifična toplotna zmogljivost, m je masa snovi, ki se segreva, in delta T je sprememba v temperatura.
Razlike v vodi in ledu
Specifična toplota vode pri 25 stopinjah Celzija je 4,186 džul / gram * stopinje Kelvina.
Specifična toplotna zmogljivost vode pri -10 stopinjah Celzija (led) je 2,05 džul / gram * stopinje Kelvina.
Specifična toplotna zmogljivost vode pri 100 stopinjah Celzija (para) znaša 2,080 džul / gram * stopinje Kelvina.
Dejavniki, ki vplivajo na specifično toplotno zmogljivost v vodi in ledu
Verjetno najbolj očitna razlika med ledom in vodo je dejstvo, da je led trdna snov in voda tekočina, toda medtem ko je stanje snovi spremeni se iz trdne v tekočo v plinsko, odvisno od temperature, kemijska formula ostane dva atoma vodika, kovalentno vezana na en kisik atom.
Stopnja svobode je katera koli oblika energije, v kateri se lahko shrani toplota, ki se prenese na predmet. V trdni snovi so te stopnje svobode omejene s strukturo te trdne snovi. Kinetična energija, shranjena v molekuli, prispeva k specifični toplotni kapaciteti te snovi in ne k njeni temperaturi.
Voda ima kot tekočina več smeri, kako se premikati in absorbirati toploto, ki ji pripada. Obstaja več površine, ki jo je treba segreti, da se skupna temperatura poveča.
Vendar se pri ledu površina ne spremeni zaradi bolj toge strukture. Ko se led segreva, mora ta toplotna energija nekam iti in začne razgrajevati strukturo trdne snovi in topiti led v vodi.
Prednosti večje specifične toplotne zmogljivosti vode
Višja specifična toplotna zmogljivost vode kot tudi njena visoka toplota uparjanja ji omogoča zmerno zemeljsko podnebje tako, da se temperature počasi spreminjajo na območjih okoli velikih teles vode.
Zaradi visoke specifične toplote vode se voda in zemljišča v bližini vodnih teles ogrevajo počasneje kot zemljišča brez vode. Za ogrevanje območja je potrebno več toplotne energije, ker voda absorbira energijo.
Podobna količina toplotne energije bi temperaturo suhe zemlje povišala na precej višjo temperaturo, zemlja ali umazanija pa bi preprečila, da bi toplota odhajala v tla. Puščave dosegajo izredno visoke temperature, zlasti zaradi pomanjkanja vode.