Se tarda más en calentar el agua a una temperatura más alta que para derretir el hielo. Si bien esto puede parecer una situación desconcertante, es un importante contribuyente a la moderación del clima que permite que exista vida en la Tierra.

Capacidad de Calor Específica

La capacidad de calor específica de una sustancia se define como la cantidad de calor requerida para aumentar la temperatura de una unidad de masa de esa sustancia en 1 grado Celsius.

Cálculo de la capacidad específica de calor

La fórmula para la relación entre la energía térmica y la temperatura cambio, capacidad calorífica específica y cambio en la temperatura es Q = mc (delta T), donde Q representa el calor agregado a la sustancia, c es la capacidad calorífica específica, m es la masa de la sustancia que se está calentando y delta T es el cambio en la temperatura.

Diferencias en agua y hielo

El calor específico del agua a 25 grados Celsius es 4.186 Joules /gramo * grado Kelvin.

La capacidad de calor específico de el agua a -10 grados Celsius (hielo) es 2.05 joules /gramo * grado Kelvin.

La capacidad calorífica específica de agua a 100 grados Celsius (vapor) es 2.080 julios /gramo * grado Kelvin.

Factores que afectan la capacidad específica de calor en agua y hielo

Probablemente la diferencia más obvia entre hielo y agua es la hecho de que el hielo es sólido y el agua es líquida, pero mientras el estado de la materia cambia de sólido a líquido a gas según la temperatura, la fórmula química permanece como dos átomos de hidrógeno unidos covalentemente a un átomo de oxígeno.

A grado de libertad es cualquier forma de energía en la que se puede almacenar el calor transferido a un objeto. En un sólido, estos grados de libertad están restringidos por la estructura de ese sólido. La energía cinética almacenada internamente en la molécula contribuye a la capacidad de calor específica de esa sustancia y no a su temperatura.

Como líquido, el agua tiene más instrucciones para moverse y para absorber el calor que se le aplica. Hay más área de superficie que necesita ser calentada para que la temperatura general aumente.

Sin embargo, con el hielo, el área de superficie no cambia debido a su estructura más rígida. A medida que el hielo se calienta, esa energía térmica debe ir a algún lugar, y comienza a descomponer la estructura del sólido y a derretir el hielo en agua.

Ventajas de la capacidad calorífica específica más alta del agua

la capacidad de calor específica del agua así como su alto calor de vaporización le permite moderar el clima de la Tierra al hacer que las temperaturas cambien lentamente en áreas alrededor de grandes masas de agua.

Debido al alto calor específico del agua, agua y la tierra cerca de los cuerpos de agua se calienta más lentamente que la tierra sin agua. Se necesita más energía térmica para calentar el área porque el agua absorbe la energía.

Una cantidad similar de energía térmica aumentaría la temperatura de la tierra seca a una temperatura mucho más alta, y el suelo o la suciedad mantendrían la energía. el calor de ir al suelo. Los desiertos alcanzan temperaturas extremadamente altas específicamente debido a su falta de agua.