Tartalom
- Fajlagos hőkapacitás
- Fajlagos hőkapacitás kiszámítása
- A víz és a jég különbségei
- A vízben és a jégben a fajlagos hőkapacitást befolyásoló tényezők
- A víz magasabb fajlagos hőkapacitása előnyei
A víz magasabb hőmérsékletre történő hevítése hosszabb ideig tart, mint a jég olvadásához. Noha ez zavarónak tűnhet, ez nagymértékben hozzájárul az éghajlat mérséklődéséhez, amely lehetővé teszi az élet fennállását a Földön.
Fajlagos hőkapacitás
Az anyag fajlagos hőkapacitása az az anyagmennyiség egy egységének hőmérséklete 1 Celsius fokkal történő megemeléséhez szükséges hőmennyiség.
Fajlagos hőkapacitás kiszámítása
A hőenergia, a hőmérséklet-változás, a fajlagos hőkapacitás és a hőmérséklet-változás kapcsolatának képlete: Q = mc (delta T), ahol Q az anyaghoz hozzáadott hőt jelenti, c a fajlagos hőkapacitást, m a a felmelegített anyag és delta T a hőmérséklet változása.
A víz és a jég különbségei
A víz fajlagos hője 25 Celsius fok mellett 4,186 joule / gramm * Kelvin fok.
A víz fajlagos hőkapacitása -10 Celsius fokon (jég) 2,05 joule / gramm * Kelvin fok.
A víz fajlagos hőkapacitása 100 Celsius fokon (gőz) 2,080 joule / gramm * Kelvin fok.
A vízben és a jégben a fajlagos hőkapacitást befolyásoló tényezők
A jég és a víz közötti valószínűleg a legnyilvánvalóbb különbség az, hogy a jég szilárd és a víz egy folyadék, de míg az anyag állapota a hőmérséklettől függően szilárd anyagból folyadékgázzá változik, a kémiai képlet két hidrogénatomot tartalmaz, amely kovalensen kapcsolódik a egy oxigénatom.
Egy bizonyos fokú szabadság az energia bármilyen formája, amelyben egy tárgyra átadott hő tárolható. Egy szilárd anyagban ezeket a szabadságfokokat korlátozza annak szilárd szerkezete. A molekulában belül tárolt kinetikus energia hozzájárul az anyag fajlagos hőkapacitásához, és nem a hőmérsékletéhez.
Folyadékként a víznek több irányban kell mozognia és elnyelni a rá hőt. Több felületet kell melegíteni, hogy az általános hőmérséklet emelkedjen.
A jéggel viszont a felület nem változik a merevebb szerkezete miatt. Ahogy a jég felmelegszik, annak a hőenergiának valahova el kell jutnia, és elkezdi lebontani a szilárd anyag szerkezetét, és a jég vízbe olvad.
A víz magasabb fajlagos hőkapacitása előnyei
A víz magasabb fajlagos hőkapacitása, valamint magas párolgási hője lehetővé teszi a Föld éghajlatának mérséklését azáltal, hogy a hőmérsékletek lassan változnak a nagy víztestek körüli területeken.
A magas fajlagos vízhő miatt a víz és a víztest közelében fekvő talaj lassabban melegszik, mint a víz nélküli talaj. Több hőenergia szükséges a terület felmelegítéséhez, mivel a víz felszívja az energiát.
Egy hasonló mennyiségű hőenergia sokkal magasabb hőmérsékletre növeli a szárazföld hőmérsékletét, és a talaj vagy a szennyeződés megakadályozza a hő bejutását a talajba. A sivatagok rendkívül magas hőmérsékletet érnek el, kifejezetten vízhiány miatt.