• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Varför har is en lägre värmekapacitet än flytande vatten?

    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 klimatets mått som gör att livet kan existera på jorden.
    Specifik värmekapacitet

    Ett ämnes specifika värmekapacitet definieras som mängden värme som krävs för att höja temperaturen på en enhetsmassa av det ämnet med 1 grad Celsius.
    Beräkna specifik värmekapacitet

    Formeln för förhållandet mellan värmeenergi, temperaturförändring, specifik värmekapacitet och temperaturförändring är Q \u003d mc (delta T), där Q representerar värmen som tillförs ämnet, c är den specifika värmekapaciteten, m är massan för ämnet som värms upp och delta T är förändringen i temperaturen.
    Skillnader i vatten och is

    Vattenens specifika värme vid 25 grader Celsius är 4,166 joule /gram * grad Kelvin.

    Vattenens specifika värmekapacitet 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.

    Förmodligen den mest uppenbara skillnaden mellan is och vatten är det faktum att is är en fast ämne och vatten är en vätska, men medan 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 vilken som helst form av energi där värme som överförs till ett objekt kan lagras. I ett fast material 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 ta upp värmen som appliceras på den. Det finns mer ytarea som måste värmas för att den totala temperaturen ska öka.

    Emellertid förändras ytan inte på grund av dess hårdare struktur. När isen värmer måste den värmeenergin gå någonstans, och den börjar bryta ner strukturen hos det fasta materialet och smälta isen i vatten.
    Fördelar med vattnets högre specifika värmekapacitet

    Den högre specifika värmekapaciteten av vatten såväl som dess höga förångningsvärme gör att den kan moderera jordens klimat genom att få temperaturer att förändras långsamt i områden runt stora vattenmassor.

    På grund av den höga specifika värmen på vatten, vatten och land nära vattendrag upphettas 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 hålla värme från att gå in i marken. Öknarna når extremt höga temperaturer, särskilt på grund av deras brist på vatten.

    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com