비열

물질의 비열용량(specific heat capacity)은 물질 1g을 1도 가열하는 데 필요한 에너지의 양을 말합니다. 물은 열용량이 높아 온도를 높이려면 많은 열이 필요합니다. 마찬가지로, 물은 온도가 내려가려면 많은 열을 잃어야 하기 때문에 한번 가열하면 천천히 냉각됩니다. 이에 비해 금속은 열용량이 낮으며 빠르게 가열되고 빠르게 냉각됩니다.

비열용량은 물질 1g의 온도를 섭씨 1도(1°C) 상승시키는 데 필요한 에너지의 양으로 정의 됩니다. 예를 들어 물 1g의 온도를 1°C 증가시키려면 열에너지 1칼로리가 필요합니다. 비열용량은 종종 그램, 섭씨 및 칼로리로 나타내지만 킬로그램, 켈빈(K), 줄(Joules) 등으로도 나타낼 수 있습니다. 물의 비열용량은 1칼로리/그램 °C, 또는 4186줄/킬로그램 K 입니다. 금은 비열용량 ~0.03 칼로리/그램 °C, 또는 129 줄/킬로그램 K로서, 금의 비열용량은 물의 비열용량보다 낮습니다.

실용적인 면면

물의 높은 열용량은 극단적인 환경 온도를 조절하는데 도움이 됩니다. 큰 수역 근처의 도시들은 일일기온과 계절기온의 변동이 적습니다. 낮에는 인근의 물이 열에너지를 흡수하여 주변 땅을 냉각시키고 밤에는 물이 열에너지를 방출하여 지역을 따뜻하게 유지합니다. 큰 수역에서 멀리 떨어진 마을들은 일일기온과 계절기온이 크게 변동하는 것을 경험할 수 있습니다. 모래와 바위는 열용량이 낮기 때문에 낮에는 빠르게 가열되어 밤에 빠르게 열을 방출합니다.

우주에선 물이 끓다가 얼어 붙습니다. 이런 현상은 부분적으로 물의 높은 열용량 때문에 발생합니다. 우주에서 물은 매우 낮은 압력 때문에 먼저 끓습니다. 그리고 이 기체 상태에선 수증기 분자간의 간격이 더 떨어지게 되고 우주의 매우 낮은 온도 때문에 열을 빠르게 잃을 수 있습니다. 그 결과 수증기가 결정으로 얼어 붙게 됩니다.