Il faut plus de temps pour chauffer l'eau à une température plus élevée que pour faire fondre la glace. Bien que cela puisse sembler une situation déroutante, c'est un contributeur majeur à la modération du climat qui permet à la vie d'exister sur Terre.

Capacité thermique spécifique

La capacité calorifique spécifique d'une substance est définie comme la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d'une unité de masse de cette substance de 1 degré Celsius.

Calcul de la capacité calorifique spécifique

La formule pour la relation entre l'énergie thermique, la température le changement, la capacité calorifique spécifique et le changement de température est Q = mc (delta T), où Q représente la chaleur ajoutée à la substance, c est la capacité thermique spécifique, m est la masse de la substance chauffée et delta T est le changement dans la température.

Différences dans l'eau et la glace

La chaleur spécifique de l'eau à 25 degrés Celsius est de 4.186 joules /gramme * degré Kelvin.

La capacité calorifique spécifique de l'eau à -10 degrés Celsius (glace) est de 2,05 joules /gramme * degré Kelvin.

La capacité calorifique spécifique de l'eau à 100 degrés Celsius (vapeur) est de 2,080 joules /gramme * degré Kelvin.

Facteurs affectant la capacité thermique spécifique dans l'eau et la glace

Probablement la différence la plus évidente entre la glace et l'eau est la Le fait que la glace est un solide et l'eau est un liquide, mais alors que l'état de la matière passe du solide au liquide au gaz selon la température, la formule chimique reste deux atomes d'hydrogène liés par covalence à un atome d'oxygène. degré de liberté est toute forme d'énergie dans laquelle la chaleur transférée à un objet peut être stockée. Dans un solide, ces degrés de liberté sont limités par la structure de ce solide. L'énergie cinétique stockée à l'intérieur de la molécule contribue à la capacité calorifique spécifique de cette substance et non à sa température.

En tant que liquide, l'eau a plus de sens pour se déplacer et absorber la chaleur qui lui est appliquée. Il y a plus de surface qui doit être chauffée pour que la température globale augmente.

Cependant, avec la glace, la surface ne change pas en raison de sa structure plus rigide. À mesure que la glace chauffe, cette énergie thermique doit aller quelque part et elle commence à décomposer la structure du solide et à faire fondre la glace dans l'eau.

Avantages de la capacité calorifique spécifique supérieure de l'eau

Le plus haut La capacité calorifique spécifique de l'eau ainsi que sa forte chaleur de vaporisation lui permettent de modérer le climat de la Terre en faisant varier lentement les températures autour des grands plans d'eau.

En raison de la chaleur spécifique élevée de l'eau, l'eau et les terres près des plans d'eau sont chauffées plus lentement que les terres sans eau. Plus d'énergie thermique est nécessaire pour chauffer la zone parce que l'eau absorbe l'énergie.

Une quantité similaire d'énergie thermique augmenterait la température de la terre sèche à une température beaucoup plus élevée, et le sol ou la saleté garderait la température. la chaleur d'aller dans le sol. Les déserts atteignent des températures extrêmement élevées en raison notamment de leur manque d'eau.