Calor específico del agua

en química existe un concepto llamado calor específico el calor específico es particular para cada sustancia es decir cada sustancia tiene un calor específico diferente y se define como la cantidad de calor o de energía necesaria para que un gramo de sustancia se eleve un grados celsius a veces la definición puede decir que es para que una determinada masa de una sustancia se pueda elevar un grados celsius pero yo lo estoy haciendo un poco más particular un gramo de una sustancia un grados celsius entonces esto nos dice que tanta energía necesitamos para calentar algo veamos por ejemplo el agua si queremos aumentar la temperatura del agua un grados celsius aumentar un grados celsius y aquí tenemos una cierta cantidad de calor que será diferente al que tendremos en otra sustancia como por ejemplo arena supongamos que aquí tenemos arena y si queremos elevar su temperatura un grados celsius necesitaremos una cantidad de calor diferente resulta que en el caso de la arena si queremos elevar su temperatura un grados celsius necesitamos menos calor del que necesitaremos para elevar la temperatura del agua supongamos que esto representa un gramo de agua y este es un gramo de arena para elevar la temperatura 1 grados celsius aquí necesitamos más calor que acá y eso es porque el agua tiene un calor específico mayor mayor aquí tenemos un calor específico relativamente mayor mientras que la arena en comparación al agua tiene un calor específico menor menor menor calor específico entonces si queremos aumentar la temperatura un grados celsius de un gramo de cada uno necesitamos aplicar más energía en el agua que en la arena o si ponemos la misma cantidad de energía en los dos aumentaremos más la temperatura de la arena que del agua ahora el calor específico del agua tiene un nombre especial a lo mejor ya lo han visto antes al calor específico del agua se le conoce como caloría caloría tal vez ya lo han escuchado antes esto se encuentra mucho en las etiquetas nutricionales de la comida pero voy a hacer una aclaración las calorías que tienen que ver con las etiquetas nutricionales de la comida en realidad son kilocalorías por ejemplo si alguien les ofrece un helado voy a dibujarlo si alguien les ofrece helado y les dice que tiene 500 calorías 500 calorías si pensamos en términos del calor específico en realidad son 500 kilocalorías kilocalorías hay varias formas en las que podemos pensar sobre estas 500 kilocalorías por ejemplo este helado tiene la energía suficiente para elevar la temperatura de 500 kilogramos de agua un grado celsius o si lo quieren ver en términos humanos como los humanos adultos son en general personas entre 50 60 o 70 kilogramos aproximadamente supongamos 50 kilogramos un hombre adulto compuesto de 50 kilogramos de agua claro hay otras cosas que le dan peso pero esta vez supongamos que tiene aproximadamente 50 kilogramos de agua en su cuerpo en el caso de arriba elevamos la altura 1 grados celsius pero en este caso aumentaría 10 grados celsius eso es lo que sucede en nuestro cuerpo el calor de nuestro cuerpo es causado parcialmente por la comida un poco es para el proceso de nuestro movimiento y de las diferentes funciones de los músculos el cerebro y todo lo que hace nuestro cuerpo pero otra parte es para producir calor a veces puede ser un subproducto de ese movimiento y a veces solo es por la producción de calor entonces las 500 calorías que vemos en la etiqueta de la comida en realidad son 500 kilocalorías y esa energía es suficiente para elevar la temperatura o un grado celsius de 500.000 gramos de agua recuerden 500 kilogramos son 500.000 gramos de agua o podemos decir que elevamos la temperatura de 50 mil gramos de agua 10 grados celsius entonces para el agua usaremos el nombre especial caloría y ya dijimos que significa una kilocaloría pero este concepto de que el agua tiene un calor específico más alto respecto a otras sustancias como la arena en realidad tiene gran impacto en el clima de hecho es una de las razones por las que en general es más bonito vivir cerca de la costa dibujaré una línea costera la dibujaré como si la viéramos desde arriba esta parte es la tierra está hecha de arena y algunas otras cosas y en esta parte tenemos agua vamos a ver primero pensemos en la costa como si estuviéramos en el verano cuando hace más calor imaginemos un día soleado aquí tenemos el sol que está irradiando energía calienta todo lo que toca y vamos a suponer que todo esto se encuentra a la misma temperatura puede haber un poco de variación y reciben la misma cantidad de luz solar pero como el agua tiene un calor específico más alto eso hace que el agua se caliente menos voy a escribir esta parte está menos caliente menos caliente y esta parte donde hay más arena estará más caliente esta parte está más caliente por eso cuando estamos en una costa el aire se ve afectado por todo con lo que está en contacto como aquí está en contacto con el agua que está menos caliente lo mismo ocurrirá con el aire especialmente el que viene del océano si el aire va en esta dirección entonces en la costa tenemos una brisa más fresca pero si nos adentramos más el aire está más caliente aquí tenemos aire más caliente y aquí el aire no está tan caliente porque no se calienta tanto con el agua ahora también podríamos tener el efecto contrario cuando hablamos de las épocas más frías del año por ejemplo supongamos que nos encontramos en una noche de invierno vamos a dibujarlo si nos encontramos en una noche de invierno cuando todo es frío aquí tenemos la línea costera bueno ahora tanto la tierra como el agua están irradiando calor como no hay otra fuente de calor irradian calor al aire pero si irradian aproximadamente la misma cantidad de calor la temperatura de la tierra caerá mucho más aquí hace más frío pero el agua no está tan fría el agua está menos fría porque sin más energía entra en el agua la temperatura cambia menos y también puede irradiar la misma cantidad de calor pero además pierde menos temperatura así que en el invierno o en las temporadas más frías del año el aire que entra en contacto con el agua estará menos frío que el aire que se encuentra en la tierra porque el agua está menos fría que la tierra por eso es bonito vivir cerca del agua porque hace menos frío en las zonas costeras que tierra adentro y bueno este fenómeno puede ocurrir en cualquier lugar donde hay agua pero es más marcado en las países por ejemplo si ustedes viven en el océano pacífico supongamos que vivimos en la bahía de san francisco voy a dibujarlo aquí tenemos el océano pacífico este es el océano pacífico y la bahía de san francisco se ve algo así aquí está el golden gate famoso puente de san francisco por si tenían curiosidad imaginemos que vivimos justo aquí si nos encontramos aquí en el verano al mediodía en la costa el ambiente puede estar 10 o incluso 20 grados menos de lo que está lo mejor por aquí tierra adentro así que todo esto tiene un profundo impacto en el clima ahora por último quizás se han de preguntar por qué el agua tiene un calor específico tan alto bueno regresemos a nuestros viejos amigos los puentes de hidrógeno si hablamos de una sustancia sólida aquí tenemos cualquier sólido supongamos que tiene una estructura así y como tiene energía térmica la energía térmica aumenta la energía cinética de estas partículas haciendo que vibren más eso es la temperatura energía cinética cuando tocamos algo igual está caliente en realidad es porque las moléculas están vibrando súper súper rápido y eso hará que todo vibre más especialmente cuando hablamos de algo sólido mientras que en el caso del agua claro cuando tenemos más energía las moléculas de agua se moverán más rápido vibrarán más y tendrán más energía cinética pero para tener más energía cinética tendrán que sobrepasar la formación de los puentes hidrógeno y romperlos imaginen que si esta molécula de agua quiere moverse en esta dirección tiene que romper este puente de hidrógeno pero luego formará otro puente de hidrógeno y también lo romperá entonces se necesita mucha energía para seguir rompiendo los puentes de hidrógeno y sobrepasar la fricción de esos puentes de hidrógeno me gusta decir fricción entre comillas porque la fricción es un tipo de fuerza atómica que ocurre a nivel microscópico así que esta molécula tiene que sobrepasar eso entonces un poco de este calor se usa para sobrepasar eso en lugar de incrementar la energía cinética de las moléculas individuales o hacer que vibren para aumentar su temperatura por eso es que el agua puede almacenar más calor y por lo tanto su calor específico es mayor