क्यों तरल पानी की तुलना में बर्फ में कम गर्मी क्षमता होती है?

विषय

• विशिष्ट ऊष्मा क्षमता
• विशिष्ट गर्मी क्षमता की गणना
• जल और बर्फ में अंतर
• पानी और बर्फ में विशिष्ट गर्मी क्षमता को प्रभावित करने वाले कारक
• पानी की उच्च विशिष्ट गर्मी क्षमता के लाभ

बर्फ को पिघलाने के लिए अधिक तापमान पर पानी को गर्म करने में अधिक समय लगता है। हालांकि यह एक चकित करने वाली स्थिति की तरह लग सकता है, लेकिन यह जलवायु के मॉडरेशन में एक प्रमुख योगदानकर्ता है जो पृथ्वी पर जीवन को अस्तित्व में रखने की अनुमति देता है।

विशिष्ट ऊष्मा क्षमता

किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता को उस पदार्थ के एक इकाई द्रव्यमान के तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है।

विशिष्ट गर्मी क्षमता की गणना

ताप ऊर्जा, तापमान परिवर्तन, विशिष्ट ताप क्षमता और तापमान में परिवर्तन के बीच संबंध का सूत्र Q = mc (डेल्टा T) है, जहां Q पदार्थ में जोड़े गए ऊष्मा का प्रतिनिधित्व करता है, c विशिष्ट ऊष्मा क्षमता है, m का द्रव्यमान है पदार्थ गर्म हो रहा है और डेल्टा टी तापमान में परिवर्तन है।

जल और बर्फ में अंतर

25 डिग्री सेल्सियस पर पानी की विशिष्ट गर्मी 4.186 जूल / ग्राम * डिग्री केल्विन है।

-10 डिग्री सेल्सियस (बर्फ) पर पानी की विशिष्ट गर्मी क्षमता 2.05 जूल / ग्राम * डिग्री केल्विन है।

100 डिग्री सेल्सियस (भाप) पर पानी की विशिष्ट गर्मी क्षमता 2.080 जूल / ग्राम * डिग्री केल्विन है।

पानी और बर्फ में विशिष्ट गर्मी क्षमता को प्रभावित करने वाले कारक

संभवतः बर्फ और पानी के बीच सबसे स्पष्ट अंतर यह तथ्य है कि बर्फ एक ठोस है और पानी एक तरल है, लेकिन जबकि पदार्थ की स्थिति तापमान के आधार पर ठोस से तरल में गैस में बदलती है, रासायनिक सूत्र दो हाइड्रोजन परमाणुओं से बना रहता है जो सहसंयोजी रूप से बंधे होते हैं एक ऑक्सीजन परमाणु।

स्वतंत्रता की एक डिग्री ऊर्जा का कोई भी रूप है जिसमें किसी वस्तु को हस्तांतरित गर्मी को संग्रहीत किया जा सकता है। एक ठोस में, स्वतंत्रता की ये डिग्री उस ठोस की संरचना से प्रतिबंधित होती है। अणु में आंतरिक रूप से संग्रहीत गतिज ऊर्जा उस पदार्थ की विशिष्ट ताप क्षमता में योगदान करती है और उसके तापमान पर नहीं।

तरल के रूप में, पानी को स्थानांतरित करने और उस पर लागू गर्मी को अवशोषित करने के लिए अधिक दिशाएं हैं। अधिक सतह क्षेत्र है जिसे बढ़ाने के लिए समग्र तापमान को गर्म करने की आवश्यकता होती है।

हालाँकि, बर्फ के साथ, इसकी अधिक कठोर संरचना के कारण सतह क्षेत्र नहीं बदलता है। बर्फ के गर्म होने के कारण, उस ऊष्मा ऊर्जा को कहीं जाना चाहिए, और यह ठोस की संरचना को तोड़ने लगती है और बर्फ को पानी में पिघला देती है।

पानी की उच्च विशिष्ट गर्मी क्षमता के लाभ

पानी की उच्च विशिष्ट ऊष्मा क्षमता के साथ-साथ वाष्पीकरण की इसकी उच्च ऊष्मा, इसे पानी के बड़े निकायों के आसपास के क्षेत्रों में तापमान में धीरे-धीरे परिवर्तन के कारण पृथ्वी की जलवायु को नियंत्रित करने की अनुमति देती है।

पानी की अत्यधिक विशिष्ट ऊष्मा के कारण, पानी के बिना भूमि के पानी और पिंड के पास की जमीन पानी की तुलना में अधिक धीमी गति से गर्म होती है। क्षेत्र को गर्म करने के लिए अधिक गर्मी ऊर्जा आवश्यक है क्योंकि पानी ऊर्जा को अवशोषित करता है।

गर्मी की ऊर्जा की एक समान मात्रा शुष्क भूमि के तापमान को बहुत अधिक तापमान तक बढ़ा देती है, और मिट्टी या गंदगी गर्मी को जमीन में जाने से रोकती है। रेगिस्तान पानी की कमी के कारण विशेष रूप से अत्यधिक उच्च तापमान तक पहुँचते हैं।