¿Por qué el hielo tiene una capacidad de calor más baja que el agua líquida?

¿Por qué el hielo tiene una capacidad de calor más baja que el agua líquida?

se tarda más en calentar el agua a una temperatura más alta que en derretir el hielo. Si bien esto puede parecer una situación desconcertante, contribuye de manera importante a la moderación del clima que permite que exista vida en la tierra.

capacidad calorífica específica

La capacidad calorífica 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 centígrado.

calcular la capacidad calorífica específica

la fórmula para la relación entre la energía térmica, el cambio de temperatura, la capacidad calorífica específica y el cambio de 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 calienta y delta t es el cambio en la temperatura.

diferencias en agua y hielo

el calor específico del agua a 25 grados centígrados es 4.186 julios / gramo * grados kelvin.

la capacidad térmica específica del agua a -10 grados centígrados (hielo) es de 2.05 julios / gramo * grado kelvin.

la capacidad térmica específica del agua a 100 grados centígrados (vapor) es de 2.080 julios / gramo * grados kelvin.

Factores que afectan la capacidad calorífica específica en agua y hielo.

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

Un 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 direcciones para moverse y absorber el calor que se le aplica. Hay más área de superficie que necesita ser calentada para que aumente la temperatura general.

sin embargo, con el hielo, la superficie no cambia debido a su estructura más rígida. a medida que el hielo se calienta, esa energía térmica debe ir a alguna parte, y comienza a descomponer la estructura del sólido y derretir el hielo en agua.

Ventajas de la mayor capacidad calorífica específica del agua.

La mayor capacidad calorífica específica del agua, así como su alto calor de vaporización, le permiten moderar el clima de la tierra al hacer que las temperaturas cambien lentamente en áreas alrededor de grandes cuerpos de agua.

Debido al alto calor específico del agua, el agua y la tierra cerca de cuerpos de agua se calientan 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 calorífica aumentaría la temperatura de la tierra seca a una temperatura mucho más alta, y el suelo o la suciedad evitarían que el calor entrara en la tierra. Los desiertos alcanzan temperaturas extremadamente altas específicamente debido a su falta de agua.



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