Wat wordt eerder warm: water of olie en waarom?

Antwoord

De soortelijke warmtecapaciteit van een stof is de hoeveelheid warmte (in joule) die je aan een kilogram van die stof dient toe te voegen om een temperatuursstijging van 1 graad te bekomen. De soortelijke warmtecapaciteit is dus een maat voor de thermische gevoeligheid van een stof voor de toevoeging van warmte.

Laat ons om het eenvoudig te houden het voorbeeld van een gas bekijken. Temperatuur is in wezen een maat voor de gemiddelde translatie kinetische energie van de moleculen van dat gas. Als het gas uit monoatomische moleculen bestaat (zoals de edelgassen), dan kan energie die toegevoegd wordt aan dat gas maar op één enkele manier opgenomen worden: door de translatiekinetische energie (en dus de temperatuur) te laten stijgen. Als de gasmoleculen uit meerdere atomen bestaan, dan kan toegevoegde energie ook opgenomen worden door de moleculen te laten trillen of roteren. Dit laatste is geen translatie kinetische energie en doet de temperatuur van het gas dus niet stijgen. Een monoatomisch gas heeft dus een lagere warmtecapaciteit dan een gas met complexere moleculen.

Om op je vraag terug te komen: water heeft een soortelijke warmtecapaciteit (ongeveer 4000  joule per kilogram per graad) die ongeveer het dubbele is van die van olie. Je moet dus twee keer zoveel warmte toevoegen aan een kilogram water om dezelfde temperatuursstijging te bekomen. Bovendien is de dichtheid van water groter dan die van olie, zodat je beker water meer massa bevat dan de beker olie.

Het feit dat de warmtecapaciteit van water zo groot is heeft enorme consequenties voor het klimaat en het leven op aarde. De enorme water en ijsmassa’s op aarde kunnen in de zomer warmte opslaan en die in de winter terug afgeven, wat voor een gematigd klimaat zorgt.