مقایسه ظرفیت گرمایی آب در سه حالت مایع، یخ و بخار آب

ظرفیت گرمایی مقدار گرمایی است که به یک جسم داده می شود تا دمای آن یک درجه سانتی گراد افزایش یاید. برای آب ظرفیت گرمایی در حالت های فیزیکی مایع، جامد و گاز یعنی آب و یخ و بخار آب متفاوت می باشد و یکسان نیست. در ادامه از جم شیمی دلایل تفاوت ظرفیت گرمایی آب در و مقایسه ظرفیت گرمایی آب در سه حالت مایع، یخ و بخار آب را مورد بررسی قرار داده ایم و نکات کنکوری و مهم این مبحث را تشریح کرده ایم. تفاوت ظرفیت گرمایی یخ با آب و بخار آب به شرح زیر می باشد.

ظرفیت گرمایی آب در حالتهای فیزیکی مختلف باهم برابر نبوده و بصورت زیر است:
آب مایع > یخ > بخار آب

آب = 4.184
یخ = 2.076
بخار آب = 2.043

این مقایسه نشان می دهد که دمای بخار آب در مقایسه با آب مایع و یخ آسان تر و با انرژی کمتری بالا می رود. پایین بودن ظرفیت گرمایی آب در حالت بخار را می توان بدین طریق توجیه کرد که آب در حالت بخار پیوند بین مولکولی ندارد و تمام گرمای داده شده صرف بالا رفتن انرژی جنبشی مولکول های جدا از هم می شود.

تفاوت ظرفیت گرمایی در حالت مایع و یخ را نیز می توان به تعداد پیوند هیدروژنی در هر دو حالت نسبت داد. در حالت مایع هر مولکول آب با دو پیوند به مولکول های مجاور متصل می شود در حالی که این تعداد در یخ، 4 تا پیوند است.

همچنین مولکول های آب در حالت جامد فقط حرکت ارتعاشی دارند و حرکت انتقالی ندارند و این کمک می کند گرمای داده شده را بین خودشان به راحتی انتقال بدهند اما در حالت مایع مولکول های آب علاوه بر حرکت ارتعاشی، حرکت انتقالی نیز دارند و مقداری از گرمای داده شده صرف حرکت انتقالی نیز می شود و دمای آن دیر بالا می رود.