Suyu daha yüksek bir sıcaklığa ısıtmak, buzu eritmekten daha uzun sürer. Bu şaşırtıcı bir durum gibi görünse de, Dünya'da yaşamın var olmasına izin veren iklimin ılımlılaşmasına büyük katkıda bulunuyor.
Özgül Isı Kapasitesi
Bir maddenin özgül ısı kapasitesi, o maddenin bir birim kütlesinin sıcaklığını 1 santigrat derece artırmak için gereken ısı miktarı olarak tanımlanır.
Özgül Isı Kapasitesinin Hesaplanması
Isı enerjisi, sıcaklık değişimi, özgül ısı kapasitesi ve sıcaklıktaki değişim arasındaki ilişkinin formülü Q = mc (delta T), burada Q maddeye eklenen ısıyı, c özgül ısı kapasitesini, m ısıtılmakta olan maddenin kütlesini ve delta T sıcaklık.
Su ve Buzdaki Farklılıklar
25 santigrat derecede suyun özgül ısısı 4.186 joule/gram * derece Kelvin'dir.
Suyun -10 santigrat derecedeki (buz) özgül ısı kapasitesi 2,05 jul/gram* derece Kelvin'dir.
Suyun 100 santigrat derecedeki (buhar) özgül ısı kapasitesi 2.080 jul/gram * derece Kelvin'dir.
Su ve Buzda Özgül Isı Kapasitesini Etkileyen Faktörler
Buz ve su arasındaki muhtemelen en belirgin fark, buzun katı ve suyun sıvı olmasıdır. sıcaklığa bağlı olarak katıdan sıvıya dönüşür, kimyasal formül bir oksijene kovalent olarak bağlı iki hidrojen atomu olarak kalır atom.
Serbestlik derecesi, bir nesneye aktarılan ısının depolanabileceği herhangi bir enerji biçimidir. Bir katıda, bu serbestlik dereceleri o katının yapısı tarafından sınırlandırılır. Molekülde dahili olarak depolanan kinetik enerji, o maddenin sıcaklığına değil, özgül ısı kapasitesine katkıda bulunur.
Bir sıvı olarak suyun hareket etmesi ve kendisine uygulanan ısıyı emmesi için daha fazla yönü vardır. Genel sıcaklığın artması için ısıtılması gereken daha fazla yüzey alanı vardır.
Bununla birlikte, buz ile, daha sert yapısı nedeniyle yüzey alanı değişmez. Buz ısındıkça, bu ısı enerjisinin bir yere gitmesi gerekir ve katının yapısını parçalamaya ve buzu eriterek suya dönüştürmeye başlar.
Suyun Daha Yüksek Özgül Isı Kapasitesinin Avantajları
Suyun daha yüksek özgül ısı kapasitesi ve ayrıca yüksek buharlaşma ısısı, suyun büyük kütlelerin etrafındaki alanlarda sıcaklıkların yavaşça değişmesine neden olarak Dünya'nın iklimini yumuşatır. Su.
Suyun yüksek özgül ısısı nedeniyle, su ve su kütlelerinin yakınındaki arazi, susuz karaya göre daha yavaş ısıtılır. Su enerjiyi emdiği için alanı ısıtmak için daha fazla ısı enerjisi gereklidir.
Benzer miktarda ısı enerjisi, kuru toprağın sıcaklığını çok daha yüksek bir sıcaklığa yükseltecek ve toprak veya kir, ısının toprağa girmesini engelleyecektir. Çöller, özellikle su eksikliği nedeniyle aşırı yüksek sıcaklıklara ulaşır.