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水の比熱が大きい理由を教えて下さい。
水の比熱が大きいという事実は知っていたのですが、理由が不明です。

よろしくお願いします。

A 回答 (4件)

ANO.2です。


ANO.3さんのおっしゃるとおりですね。

モル比熱と勘違いしてましたm(_ _)m
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分子量が小さく、1gあたりの分子数が多いためです。


水には確かに水素結合はありますが、それは水の沸点が高いことには重大な影響がありますが、比熱は基本的に別の問題です。温度が上がると、分子の熱運動も激しくなる(そのためにエネルギーが必要で、それが比熱に反映している)のですが、分子の数が多い程、全体で必要なエネルギー量が増えます。ですから、分子量が小さく、グラムあたりの分子数が多い水の比熱が大きく見えるのです。
たとえば、エタノールの比熱は水に比べて小さいですが、分子数あたりに直すと、決して小さくはありません。
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H-O-Hは、∠H-O-H=109°の非直線分子です。


また、水素と酸素の電気陰性度(各が電子を引き付ける強さの度合い)を比較すると、
酸素のほうがはるかに電気陰性度が大きいです。
したがって、両O-H間の結合電子は、わずかにO原子側に
偏って存在することになります。
したがって、Oは電気的にマイナスに、Hはプラスにそれぞれわずかに帯電します。
液体のH2Oの場合、自分の周りにいる水も同様の現象が起きているため、
水Aの水素原子と水Bの酸素原子の間に電気的な引力が働きます
(これを「水素結合」といいます)。
したがって、水は周りの分子との結合力が強いことになります。

ここで、大雑把には「温度=分子の運動エネルギーの統計量」なので、
「比熱=温度あげるのに必要なエネルギー=運動エネルギーを一定量増やすために必要なエネルギー」
ということになりますが、
周りとの相互作用によって、水はその速度を上げにくい状態にあります。
以上の理由によって、水は比熱がかなり大きくなります。

(かなりアバウトな説明でしたが…)
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水素結合の存在

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