L'importanza del calore specifico dell'acqua nel sistema ambientale

Il ruolo dell'acqua nel sistema ambientale

Nel sistema ambientale, un ruolo fondamentale è svolto dall’acqua. Essa contribuisce a mantenere costante la temperatura degli oceani e degli altri bacini acquiferi di grandi dimensioni; anche l’escursione termica nelle terre costiere è mitigata dalla presenza di grosse masse d’acqua.

Calore specifico dell'acqua e confronto con altre sostanze

Questo effetto è dovuto all’elevato calore specifico dell’acqua. Il calore specifico di una sostanza è la quantità di calore necessaria per innalzare di 1 °C la temperatura di 1 g della sostanza

stessa. Poiché, per definizione, 1 cal fa innalzare di 1 °C la temperatura di 1 g di acqua, il calore specifico dell’acqua è pari a 1 cal/g°C.

Questo valore è maggiore rispetto al calore specifico di quasi tutte le altre sostanze: per esempio, la stessa quantità di calore che fa variare di 1 °C la temperatura di 1 g di acqua, fa variare di 10 °C la temperatura di 1 g di ferro (che quindi ha calore specifico pari a 0,1 cal/g°C). Pertanto, a parità di massa e di temperatura, il ferro ha una capacità termica. (la capacità di assorbire calore) pari a 1/10 di quella dell’acqua.

Rottura dei legami a idrogeno nell'acqua

L’innalzamento della temperatura dell’acqua liquida richiede una quantità relativamente grande di calore perché buona parte dell’energia fornita è utilizzata per rompere i legami a idrogeno che tengono insieme le molecole del liquido. Rispetto ad altri liquidi con molecole altrettanto piccole, l’acqua ha un calore specifico molto più elevato. La rottura dei legami a idrogeno consente alle molecole d’acqua maggiore libertà di movimento e l’energia cinetica si manifesta come un aumento della temperatura.