Leva mais tempo para aquecer a água a uma temperatura mais alta do que para derreter o gelo. Embora isso possa parecer uma situação desconcertante, é um dos principais contribuintes para a moderação do clima que permite que a vida exista na Terra.

Capacidade Calorífica Específica

A capacidade específica de calor de uma substância é definido como a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma unidade de massa dessa substância em 1 grau Celsius.

Calculando a capacidade específica de calor

A fórmula para a relação entre energia térmica, temperatura mudança, capacidade específica de calor e mudança de temperatura é Q = mc (delta T), onde Q representa o calor adicionado à substância, c é a capacidade específica de calor, m é a massa da substância a ser aquecida e delta T é a mudança na temperatura.

Diferenças na água e no gelo

O calor específico da água a 25 graus Celsius é 4,186 joules /grama * grau Kelvin.

A capacidade específica de calor de água a -10 graus Celsius (gelo) é 2,05 joules /grama * grau Kelvin.

A capacidade específica de calor de água a 100 graus Celsius (vapor) é 2.080 joules /grama * grau Kelvin.

Fatores que afetam capacidade térmica específica em água e gelo

Provavelmente, a diferença mais óbvia entre gelo e água é a O fato de que o gelo é um sólido e a água é um líquido, mas enquanto o estado da matéria muda de sólido para líquido para gás dependendo da temperatura, a fórmula química permanece dois átomos de hidrogênio ligados covalentemente a um átomo de oxigênio. grau de liberdade é qualquer forma de energia na qual o calor transferido para um objeto pode ser armazenado. Em um sólido, esses graus de liberdade são restringidos pela estrutura desse sólido. A energia cinética armazenada internamente na molécula contribui para a capacidade de calor específica dessa substância e não para sua temperatura.

Como líquido, a água tem mais direções para se mover e absorver o calor aplicado a ela. Há mais área de superfície que precisa ser aquecida para que a temperatura geral aumente.

No entanto, com o gelo, a área da superfície não muda devido à sua estrutura mais rígida. À medida que o gelo aquece, essa energia térmica deve ir para algum lugar, e ela começa a quebrar a estrutura do sólido e a derreter o gelo na água.

Vantagens da maior capacidade térmica específica da água

A capacidade específica de calor da água, bem como seu alto calor de vaporização, permite que ela modere o clima da Terra, fazendo com que as temperaturas mudem lentamente em áreas ao redor de grandes massas de água.

Por causa do alto calor específico da água, a água e terra perto de corpos de água são aquecidos mais lentamente do que terra sem água. Mais energia térmica é necessária para aquecer a área, porque a água absorve a energia.

Uma quantidade similar de energia térmica aumentaria a temperatura da terra seca para uma temperatura muito mais alta, e o solo ou a sujeira manteriam a energia. calor de ir para o chão. Os desertos atingem temperaturas extremamente altas, devido à falta de água.