Innehåll
- Specifik värmekapacitet
- Beräkning av specifik värmekapacitet
- Skillnader i vatten och is
- Faktorer som påverkar specifik värmekapacitet i vatten och is
- Fördelar med vattnets högre specifika värmekapacitet
Det tar längre tid att värma vatten till en högre temperatur än det gör för att smälta is. Även om detta kan verka som en förbryllande situation, är det en viktig bidragsgivare till måtten i klimatet som gör att livet kan existera på jorden.
Specifik värmekapacitet
Den specifika värmekapaciteten för ett ämne definieras som den mängd värme som krävs för att öka temperaturen på en enhetsmassa av det ämnet med 1 grad Celsius.
Beräkning av specifik värmekapacitet
Formeln för förhållandet mellan värmeenergi, temperaturförändring, specifik värmekapacitet och temperaturförändring är Q = mc (delta T), där Q representerar värmen som tillförs ämnet, c är den specifika värmekapaciteten, m är massan av ämnet som värms upp och delta T är förändringen i temperaturen.
Skillnader i vatten och is
Den specifika vattenvärmen vid 25 grader Celsius är 4,166 joule / gram * grad Kelvin.
Den specifika värmekapaciteten för vatten vid -10 grader Celsius (is) är 2,05 joule / gram * grad Kelvin.
Den specifika värmekapaciteten för vatten vid 100 grader Celsius (ånga) är 2,080 joule / gram * grad Kelvin.
Faktorer som påverkar specifik värmekapacitet i vatten och is
Den mest uppenbara skillnaden mellan is och vatten är förmodligen det faktum att is är ett fast ämne och vatten är en vätska, men även om ämnets tillstånd ändras från fast till vätska till gas beroende på temperatur, förblir den kemiska formeln två väteatomer kovalent bundna till en syreatom.
En frihetsgrad är någon form av energi där värme som överförs till ett objekt kan lagras. I ett fast ämne begränsas dessa frihetsgrader av strukturen för det fasta. Den kinetiska energin som lagras internt i molekylen bidrar till ämnets specifika värmekapacitet och inte till dess temperatur.
Som vätska har vatten fler riktningar att röra sig och att ta upp värmen som appliceras på det. Det finns mer ytarea som måste värmas för att den totala temperaturen ska öka.
Med is förändras dock inte ytområdet på grund av dess mer styva struktur. När isen värmer måste den värmeenergin gå någonstans, och den börjar bryta ner strukturen i det fasta materialet och smälta isen i vatten.
Fördelar med vattnets högre specifika värmekapacitet
Den högre specifika värmekapaciteten för vatten såväl som dess höga förångningsvärme gör det möjligt att moderera jordens klimat genom att temperaturen förändras långsamt i områden runt stora vattenmassor.
På grund av den höga specifika vattenvärmen värms vatten och land nära vattenmassor långsammare än land utan vatten. Mer värmeenergi är nödvändig för att värma upp området eftersom vattnet absorberar energin.
En liknande mängd värmeenergi skulle öka temperaturen på torr mark till en mycket högre temperatur, och jorden eller smuts skulle hindra värmen från att gå in i marken. Öknarna når extremt höga temperaturer, särskilt på grund av deras brist på vatten.