¿Qué es el CP del agua?
El CP del agua (calor específico del agua) es una de las propiedades del agua más significativas. Hace referencia a la capacidad calorífica del agua a diferentes temperaturas, también conocida como calor específico o capacidad térmica específica. Se trata de una propiedad de las sustancias relacionada con la cantidad de energía necesaria para aumentar su temperatura. El agua tiene una capacidad calorífica específica muy alta, por lo que para aumentar su temperatura necesita absorber mucho calor por unidad de masa. Por ejemplo, para que 1 kilogramo de agua aumente en 1ºC su temperatura, se necesitan 4.184 J (julios). En cambio, para 1 kilogramo de cobre tan solo se requieren 385 J y para 1 kg de plomo 130 J.
¿Qué es el calor específico del agua?
Para comprender qué es el CP del agua se debe conocer antes qué es el calor específico en general. Este se basa en el concepto de capacidad calorífica, una propiedad extensiva de la materia. Esto implica que dependerá proporcionalmente de la masa o cantidad de materia.
La capacidad calorífica del agua a diferentes temperaturas se mide específicamente en J/(K.kg). Si el cambio de temperatura de una sustancia no supone un cambio de estado, la relación de esta variación de temperatura, la masa y el calor intercambiado se expresa con esta fórmula:
Q = mc ΔT
(Q es el calor; m la masa, ΔT el cambio de temperatura, c el calor específico)
A partir de esa fórmula, para obtener el calor específico, se usa la siguiente:
c = Q/m ΔT
El calor específico difiere según se mantenga constante el volumen de la sustancia (calor específico isocórico) o se mantenga constante la presión (calor específico isobárico), aunque en la práctica esta diferencia se utiliza principalmente cuando se trabaja con gases.
¿Cuál es el valor CP del agua?
En condiciones normales 1 kilogramo de agua necesita 1 kilocaloría para que su temperatura aumente 1ºC, es decir, 1 kcal/°C·kg. Esta cifra equivale a 4186 julios/gramo ºC en el sistema internacional.
El CP del agua es más alto que en cualquier otra sustancia común. Un ejemplo sencillo: si en pleno verano se deja un cubo lleno de agua bajo el sol, esta se calentará, pero no podría usarse para cocer un alimento. Sin embargo, si dejas una barra de metal y de hierro bajo la influencia de los rayos solares, al intentar cogerla, te quemará.
Este alto calor específico del agua es consecuencia de los puentes de hidrógeno. Se trata de un tipo de interacción de carácter molecular que se produce entre las moléculas de agua y que resulta tan fuerte que obliga a que sea necesaria mucha energía para hacerlas vibrar y que aumenten de temperatura.
Su importancia para regular la temperatura
El hecho de que el agua tenga una capacidad calorífica tan alta es una propiedad muy importante, puesto que contribuye de forma muy notable a la regulación meteorológica y del clima. Esto se debe a que, al ser muy elevado el CP del agua, las grandes masas acuáticas regulan las fluctuaciones extremas, en particular las temperaturas.
El agua, al variar su temperatura, absorbe o pierde una gran cantidad de calor. Esta propiedad es fundamental para los seres vivos, porque el agua reduce los cambios bruscos de su calor corporal al ser un regulador térmico. Esto se debe a que permite que el citoplasma acuoso sirva de protección y mantenga constante la temperatura.
Por ejemplo, el alto calor específico del agua permite que un lago tenga una temperatura media estable entre el día y la noche. Este efecto tiene repercusiones a mayor escala para océanos y mares, dado que regula las fluctuaciones y rangos térmicos en grandes regiones.
El CP del agua es un factor meteorológico y ambiental fundamental para las zonas costeras e insulares. Las comunidades que viven cerca de grandes masas de agua se calientan y se enfrían de modo más lento, por lo que experimentan cambios de temperatura menos extremas.
Si se tiene en cuenta que el agua oceánica cubre el 70% de la superficie del planeta, la regulación de la temperatura del CP del agua es imprescindible para la meteorología a nivel mundial.
