NộI Dung
- Nhiệt dung riêng
- Tính toán nhiệt dung riêng
- Sự khác biệt trong nước và băng
- Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt dung riêng trong nước và băng
- Ưu điểm của công suất nước cao hơn
Phải mất nhiều thời gian hơn để làm nóng nước đến nhiệt độ cao hơn so với làm tan băng. Trong khi điều này có vẻ như là một tình huống khó khăn, nó là một đóng góp chính cho sự điều tiết của khí hậu cho phép sự sống tồn tại trên Trái đất.
Nhiệt dung riêng
Nhiệt dung riêng của một chất được định nghĩa là lượng nhiệt cần thiết để tăng nhiệt độ của một đơn vị khối lượng của chất đó thêm 1 độ C.
Tính toán nhiệt dung riêng
Công thức cho mối quan hệ giữa năng lượng nhiệt, sự thay đổi nhiệt độ, nhiệt dung riêng và sự thay đổi nhiệt độ là Q = mc (delta T), trong đó Q đại diện cho nhiệt được thêm vào chất, c là nhiệt dung riêng, m là khối lượng của chất được gia nhiệt và delta T là sự thay đổi nhiệt độ.
Sự khác biệt trong nước và băng
Nhiệt dung riêng của nước ở 25 độ C là 4.186 joules / gram * độ Kelvin.
Nhiệt dung riêng của nước ở -10 độ C (nước đá) là 2,05 joules / gram * độ Kelvin.
Nhiệt dung riêng của nước ở 100 độ C (hơi nước) là 2.080 joules / gram * độ Kelvin.
Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt dung riêng trong nước và băng
Có lẽ sự khác biệt rõ ràng nhất giữa nước đá và nước là thực tế rằng nước đá là chất rắn và nước là chất lỏng, nhưng trong khi trạng thái vật chất chuyển từ thể rắn sang thể lỏng tùy theo nhiệt độ, công thức hóa học vẫn là hai nguyên tử hydro liên kết cộng hóa trị với nhau một nguyên tử oxy.
Một mức độ tự do là bất kỳ dạng năng lượng nào trong đó nhiệt truyền vào một vật thể có thể được lưu trữ. Trong một vật rắn, các mức độ tự do này bị hạn chế bởi cấu trúc của vật rắn đó. Động năng được lưu trữ bên trong phân tử góp phần tạo ra khả năng nhiệt riêng đó của chất đó chứ không phải nhiệt độ của nó.
Là một chất lỏng, nước có nhiều hướng để di chuyển và để hấp thụ nhiệt được áp dụng cho nó. Có nhiều diện tích bề mặt cần được làm nóng để nhiệt độ tổng thể tăng lên.
Tuy nhiên, với băng, diện tích bề mặt không thay đổi do cấu trúc cứng hơn. Khi băng nóng lên, năng lượng nhiệt đó phải đi đâu đó và nó bắt đầu phá vỡ cấu trúc của vật rắn và làm tan băng thành nước.
Ưu điểm của công suất nước cao hơn
Nhiệt dung riêng cao hơn của nước cũng như nhiệt hóa hơi cao của nó cho phép nó điều hòa khí hậu Trái đất bằng cách làm cho nhiệt độ thay đổi chậm ở các khu vực xung quanh các vùng nước lớn.
Do nhiệt độ riêng cao của nước, nước và đất gần các vùng nước được làm nóng chậm hơn so với đất không có nước. Nhiều năng lượng nhiệt là cần thiết để làm nóng khu vực vì nước hấp thụ năng lượng.
Một lượng năng lượng nhiệt tương tự sẽ làm tăng nhiệt độ của đất khô lên nhiệt độ cao hơn nhiều, và đất hoặc bụi bẩn sẽ giữ nhiệt không đi vào lòng đất. Các sa mạc đạt đến nhiệt độ cực cao đặc biệt vì thiếu nước.