¿Por qué la arena se calienta más rápido que el agua?

Answer 1

Es debido a lo que se conoce como capacidad de calor latente. El agua puede contener más calor que casi cualquier otra sustancia. Por favor, comprenda que el calor y la temperatura no son lo mismo. La temperatura es sólo una escala. El calor es una entidad física, puede ser transferido entre dos masas.

Ahora, en cuanto a por qué el agua y la arena se calientan a diferentes ritmos es la propiedad mencionada anteriormente. Si tuviera que tomar masas idénticas de, digamos, hierro y agua calentadas a una temperatura de 200 grados y sumergir el hierro en el agua, la temperatura del hierro se reduciría mientras que la temperatura del agua aumentaría solo un poco.

Esto significa que el agua es una excelente manera de almacenar calor. Si desea calentar un edificio con energía solar, el agua se bombea a través de paneles pintados de negro y cubiertos por un panel de vidrio para crear un mini invernadero. Esto puede calentar el agua a temperaturas bastante altas. esta agua caliente se bombea a un disipador de calor que consiste en un tanque de hormigón muy grande y bien aislado, lleno de piedras de adoquín. Cuando se necesita para calentar el edificio, este agua caliente se bombea a través de los fan coils, como un radiador de automóvil, y el calor del agua se transfiere al aire.

Que genial eh Calor “libre”.

Answer 2

La arena tiene una capacidad de calor mucho menor que el agua. Según esta tabla de datos, algo así como 0,17 a 1,00 (cal / (gram * degC)) Calor específico de sustancias comunes

Supongo que sería justo resumir esa respuesta como “Simplemente lo hace”. Si lo anterior le hace pensar en frases como “razonamiento circular”, una respuesta más de mano-ola-y es que la temperatura está relacionada con la energía interna de un sistema. En el caso de sistemas muy simples, como los metales, no hay enlaces químicos para vibrar, rotar o mover de ninguna manera. Por lo tanto, el único lugar al que tiene que ir el calor es en las vibraciones cinéticas, lo que corresponde a sentirse caliente rápidamente. El agua, por otro lado, tiene bastante actividad. Enlaces intramoleculares, grados de libertad de rotación, enlaces de hidrógeno … Todos los lugares que pueden o no retienen la energía térmica. Como tal, toma más energía en el sistema para que se “sienta más caliente”.

Answer 3

Si tienes una olla cilíndrica y pones una bola de acero dentro de ella y la agitas, sientes el efecto de la bola de acero golpeando las paredes y también tu mano con mucha claridad. Pero si intenta hacer girar la bola adentro con un vigor similar, casi no siente nada (especialmente si tiene dos bolas a lo largo de un diámetro para equilibrarse entre sí). En ambos casos, la bola de acero tiene la misma energía cinética, pero la primera es capaz de estrecharle la mano y la otra no. Los dos casos transportan la misma energía (calor) pero la temperatura del primero es más alta, ya que puede sacudir una molécula fría a su lado y elevar su temperatura, mientras que la energía bloqueada en la circulación no puede. Pero tenga en cuenta que si la energía de traslación se agota al transferirse a otra molécula, la energía de circulación comienza a emerger a medida que las moléculas se acercan unas a otras (debido al enfriamiento) y se activan / mueven por la energía cinética de rotación.

En general, existen tres modos / modos, denominados “grados de libertad”: traslación, rotación y vibración, y cada uno puede almacenar energía. La temperatura se refiere a la energía de traslación de toda la molécula, independientemente de cuánta energía extra contenga dentro de cada molécula. La proporción de calor agregado al aumento de temperatura es el calor específico. Para cada grado de libertad, el calor específico se fija para una sola molécula. Así que la energía almacenada por aumento de grado es una función del número de moléculas y el número de grados de libertad de cada molécula. Hay otras reservas adicionales de energía en forma de energía potencial, como en el caso del calor latente, en el que las distancias moleculares cambian apreciablemente.

El calor específico para la arena es de aproximadamente 0.8 kJ / kg K, mientras que para el agua es de 4.18 kJ / kgK. Esta es una relación de alrededor de 5. Por lo tanto, el agua tarda cinco veces en golpear (energía térmica) antes de que su molécula se traslade tan rápido como la arena.

Answer 4

Dos buenas respuestas ya (el calor específico es bajo para la arena).

Pero la arena se queda inmóvil, y la parte superior se calienta. El agua es transparente y la luz / calor la penetra. Si el agua de la superficie absorbiera más radiación y se calentara, el movimiento normal del agua mezclaría la superficie caliente con el agua más fría un par de pulgadas / pies hacia abajo. Una vez fui a nadar en un estanque fangoso, todavía. El pie de arriba era muy cálido, pero debajo de eso estaba muy frío.

Answer 5

El calor específico de la arena es más bajo que el del agua. Así hace que la arena se caliente más rápido que el agua. Otra razón es el área de superficie. La arena es más granulada y tiene un área de contacto más grande que el agua. Cuanto mayor sea la superficie, mayor será la transferencia de calor.