تبیان، دستیار زندگی

 ظرفیت گرمایی ویژه آب در حالتهای جامد ، مایع و گاز

همواره انتظار می رود که ظرفیت گرمایی مربوط به حالت جامد هر ماده از حالت مایع آن بیشتر باشد چون جاذبه ی بین ذرات در حالت جامد بیشتر از حالت مایع است. و نیز ظرفیت گرمایی حالت مایع هر ماده از حالت گاز بیشتر باشد چون در حالت گاز تقریبا؛ جاذبه ی بین ذرات صفر است و با گرفتن اندک انرژی انرژی جنبشی و درنتیجه دمای آنها افزایش می یابد.

در آب، مولكولها به وسیله‌ی پیوندهای قوی هیدروژنی به یكدیگر متصل هستند. در چنین شرایطی برای سست كردن یا پاره كردن این پیوندها و به حركت درآوردن مولكولها و سرانجام افزایش دمای آب، نیاز به دادن انرژی و گرمای زیادی داریم و درنتیجه ظرفیت گرمایی آب زیاد می‌باشد. اما در یخ، آرایش مولكولها به نحو دیگری است، مولكولهای آب به صورت شش‌ضلعی‌هایی كنار هم قرار می‌گیرند طوریكه یك فضای خالی بین این شش‌ضلعیها به وجود می‌آید. درضمن هنگام تبدیل آب به یخ یک سری ژیوندهای هیدروزنی شکسته می شوند تا بتواند آرایش جدید را به خود بگیرد. حال انرژی اندكی برای تخریب این ساختمان مورد نیاز است، درنتیجه ظرفیت گرمایی یخ كمتر از ظرفیت گرمایی آب می‌باشد. همچنین ظرفیت گرمایی بخار آب نیز با تعمیم رابطه ی بالا نیز نسبت به آب اندك است، زیرا بین مولولها در حالت بخار، هیچ جاذبه ای و قید و بندی وجود ندارد، درنتیجه به راحتی می توان جنبش آنها را كم یا زیاد نمود، بنابراین ظرفیت گرمایی بخار نیز اندك است.

·     یکی از عوامل موثر در ظرفیت گرمایی ، نیروِی جاذبه بین مولکولهای مواد است . هر چه نیروی جاذبه بین مولکولی بیشتر باشد ، برای افزایش جنبش مولکولهای ماده گرمای بیشتری لازم است ، در نتیجه ظرفیت گرمایی بالاتر خواهد بود .

عامل دیگری که در ظرفیت گرمایی موثر است درجات آزادی ذرات ماده می باشد ، منظور از درجات آزادی ، تعداد انواع حرکتهایی است که ذرات ماده می توانند انجام بدهند .این حرکات همان حرکتهای انتقالی ، ارتعاشی و چرخشی است. هر چه درجات آزادی ماده ای بیشتر باشد ، ظرفیت گرمایی ان بیشتر است .

برای توجیه ظرفیت گرمایی هر ماده بایستی هر دو عامل را در نظر گرفت .

آب و یخ از نظر نیروی جاذبه بین مولکولی تقریبا با هم یکسان می باشند ولی از نظر درجات آزادی ، درجات آزادی یخ بسیار کمتر از آب است . در نتیجه ظرفیت گرمایی یخ کاهش یافته و حدودا نصف آب است .

آب و بخار آب از نظر درجات آزادی خیلی با هم اختلاف ندارند ، ولی نیروهای جاذبه بین مولکولی در بخار آب بسیار کمتر از آب است ، در نتیجه ظرفیت گرمایی بخار آب کاهش یافته و حدودا نصف آب است .

در یكی از شهرستانهای آذربایجان شرقی قبض آب 4میلیونی صادر شده بود كه خوشبختانه! با تلاش بسیار اصلاح گردید!