In questa lezione, esploreremo il concetto di calore specifico, le sue unità di misura e come si applica all'acqua di mare. Il calore specifico è una proprietà intensiva, caratteristica di ogni sostanza, che indica la quantità di calore necessaria per variare la temperatura di una certa massa di quella sostanza.
Pertanto, in base alla definizione di calore specifico dell'acqua, possiamo affermare che, se misuriamo la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di 1 grammo di acqua di 1°C, vedremo che essa è pari a 4,18 J ovvero 1,00 cal. Spesso il calore specifico è invece espresso in J/(g·°C). Talvolta il calore viene espresso in calorie e quindi il calore specifico può essere espresso in cal/(g·K). Infatti 1 cal = 4,184 J.
Il calore specifico lo ritroviamo nella legge fondamentale della termologia. La formula di tale legge permette di calcolare la quantità di calore che bisogna somministrare (o sottrarre) ad un corpo di massa m per innalzare (o abbassare) la sua temperatura dal valore iniziale t1 al valore finale t2.
Valore del Calore Specifico dell'Acqua
Il valore del calore specifico dell'acqua può essere impiegato per calcolare la quantità di calore necessaria per aumentare, di un determinato valore, la temperatura di una certa massa di acqua.
Come è possibile notare, il calore specifico dell'acqua è particolarmente elevato: ciò significa che, nel caso dell'acqua, occorre molta energia per ottenere piccoli incrementi di temperatura. Il calore specifico dell'acqua invece è molto elevato: occorre cioè molta energia per ottenere piccoli incrementi di temperatura.
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Grazie a questa sua proprietà, l'acqua dei grandi bacini, laghi e mari, si comporta come un grande "serbatoio termico", accumulando durante il giorno grandi quantità di calore e rilasciandole la notte. Per questa sua proprietà, l'acqua dei grandi bacini, laghi e mari, di giorno si comporta come un grande "serbatoio termico", rilasciando l'enorme quantità di calore la notte e mitigano così il clima.
Calore Specifico dell'Acqua di Mare a Pressione Costante
Il calore specifico dell'acqua di mare a pressione costante viene calcolato tramite un'equazione empirica di Millero et al.,(1973) usando gli algoritmi in Fofonoff and Millard (1983).
Fattori che Influenzano il Bilancio del Calore nell'Acqua di Mare
Il trasferimento di calore attraverso la superfice è chiamato flusso di calore. Le unità per i flussi di calore sono watts/m2. Il prodotto del flusso per la superfice e per il tempo è l'energia in joule.
Guardiamo ai fattori che influenzano ogni termine del bilancio del calore.
- Insolazione: dipende dalla latitudine e dalla stagione. La lunghezza del giorno, che dipende dalla latitudine e dalla stagione, depends on height of the sun above the horizon. Le nuvole, che assorbono e disperdono la radiazione.
- Radiazione Infrarossa: L'acqua di mare a 290°K irradia molto fortemente intorno 10 µm. Queste lunghezze d'onda sono fortemente assorbite dalle nuvole e qualcosa dal vapore acqueo.
- Evaporazione: La perdita del calore risultante.
- Conduzione: Trasferimento di calore per conduzione.
Il riscaldamento solare è dovunque positivo. Il flusso netto infrarosso è dovunque negativo.
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Misura dei Flussi di Calore
Per calcolare i flussi di calore dall'oceano, dobbiamo sapere come sono misurati o calcolati. Le misure di gust-probe sono usate solo per calibrare altri metodi di calcolo dei flussi. sono stati usati per fare misure dirette dei flussi radiativi, entrante con una accuratezza intorno al 3%, tenendoli ben calibrati e con ottima manutenzione.
I dati raccolti dalle navi sono la fonte più ricca di informazione marina all'interfaccia tra l'Oceano e l'Atmosfera.
Variabilità Solare e Temperatura Terrestre
Variazioni nel clima e nel tempo sono stati attribuiti alla variabilità solare. La variazione della temperatura della Terra durante gli ultimi 400 anni è ben correlata con la variabilità solare.
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