Isı Kapasitesi ve Su

Özgül ısı, 1 gram maddenin sıcaklığını 1 Santigrat derece (° C) yükseltmek için gereken ısı miktarı ile tanımlanır. Su, yüksek bir özgül ısı kapasitesine sahiptir ve biz buna kısaca “ısı kapasitesi” diyeceğiz, yani diğer maddelere kıyasla suyun sıcaklığını artırmak için daha fazla enerji gerekir. Bu nedenle su, endüstriler için ve otomobilinizin radyatöründe bir soğutucu olarak değerlidir. Suyun yüksek ısı kapasitesi, havanın sıcaklığı değiştirme oranını düzenlemeye de yardımcı olur, bu nedenle mevsimler arasındaki sıcaklık değişiminin, özellikle okyanusların yakınında, ani değil kademeli olmasıdır.

Aynı kavram dünya çapında genişletilebilir. Okyanuslar ve göller, milyarlarca insanın kasaba ve şehirlerinde yaşadığı sıcaklık aralıklarını düzenlemeye yardımcı olur. Şehirleri çevreleyen veya yakınlarındaki suyun ısınması, kara kütlelerine göre soğuması daha uzun sürer, bu nedenle okyanuslara yakın şehirler, iç şehirlere göre daha az değişim ve daha az aşırı sıcaklıklara sahip olma eğiliminde olacaktır. Suyun bu özelliği, kıyılardaki ve Amerika Birleşik Devletleri’nin merkezindeki eyaletlerin sıcaklık modellerinde bu kadar çok farklılık göstermesinin bir nedenidir. Nebraska gibi bir Ortabatı eyaleti, daha yüksek bir enlemi olan ancak yakınında Pasifik Okyanusu bulunan Oregon’dan daha soğuk kışlara ve daha sıcak yazlara sahip olacak.

Yazın dışarıda bir kova su bırakırsanız, kesinlikle ısınır, ancak yumurtayı kaynatacak kadar sıcak olmaz. Ancak, Ağustos ayında Amerika Birleşik Devletleri’nin güney kesiminde bir sokağın siyah asfaltında çıplak ayakla yürürseniz ayaklarınızı yakarsınız. Bir Ağustos günü arabamın kaputunun metaline bir yumurta düşürmek sahanda yumurta üretecektir. Metaller sudan çok daha düşük özgül ısı kapasitesine sahiptir. Bir iğneyi tutup diğer ucunu aleve koyduysanız, iğnenin ne kadar hızlı ısındığını ve ısının iğnenin uzunluğu boyunca parmağınıza ne kadar hızlı hareket ettiğini bilirsiniz. Su ile öyle değil.

Isı kapasitesi neden önemlidir?

Suyun yüksek ısı kapasitesinin, çevredeki aşırılıkları düzenlemeyle büyük ilgisi vardır. Örneğin, bu havuzdaki balıklar gerçekten mutludur çünkü havuzdaki suyun ısı kapasitesi, suyun sıcaklığının gündüzden geceye nispeten aynı kalacağı anlamına gelir. Klimayı açmak veya yün eldivenlerini giymek konusunda endişelenmelerine gerek yok. (Ayrıca mutlu balıklar için Çözünmüş Oksijen sayfamıza bakın.) Şanslıyım ki, siz ve sağdaki göldeki balıklar, suyun gerçekten çok yüksek bir ısı kapasitesi var. Suyun en önemli özelliklerinden biri, ısınması için çok fazla ısı gerektirmesidir. Kesin olarak, suyun bir kilogram su sıcaklığının 1 ° C artması için 4.184 Joule ısı (1 kalori) emmesi gerekir. Karşılaştırma uğruna, 1 kilogram bakır 1 ° C yükseltmek için yalnızca 385 Joule ısı gerekir.