1. LLaawwss aanndd SSppeecciiffiicc HHeeaatt
DDeecceemmbbeerr 11,, 22001144

2. OObbjjeeccttiivveess
11.. SSttaattee tthhee tthhrreeee llaaww ooff tthheerrmmooddyynnaammiiccss
22.. DDeessccrriibbee hhooww SSppeecciiffiicc HHeeaatt ccaappaacciittyy
aaffffeeccttss oouurr eeaarrtthh’’ss cclliimmaattee

3. LLaawwss ooff TThheerrmmooddyynnaammiiccss
11.. FFiirrsstt llaaww ssttaatteess::
aa.. WWhheenn hheeaatt fflloowwss iinn oorr oouutt ooff aa ssyysstteemm iitt iiss
bbeeiinngg nneeiitthheerr ccrreeaatteedd oorr ddeessttrrooyyeedd
bb.. IItt oonnllyy ttrraannssffeerrss ttoo aa ddiiffffeerreenntt ppllaaccee

4. LLaawwss ooff
TThheerrmmooddyynnaammiiccss
22.. SSeeccoonndd LLaaww ssttaatteess::
aa.. HHeeaatt fflloowwss ffrroomm aa hhoott ttoo aa ccoolldd ssuubbssttaannccee
bb.. HHaass ttoo bbee ffoorrcceedd ttoo mmoovvee tthhee ooppppoossiittee
ddiirreeccttiioonn

5. LLaawwss ooff
TThheerrmmooddyynnaammiiccss
33.. TThhiirrdd LLaaww ssttaatteess::
aa.. NNoo ssyysstteemm ccaann rreeaacchh aabbssoolluuttee
zzeerroo
WWhhaatt iiss aabbssoolluuttee zzeerroo??
HHooww ddoo wwee kknnooww wwhheerree iitt iiss aatt iiff wwee ccaann’’tt rreeaacchh
iitt??

6. HHEEAATT
11.. HHeeaatt iiss tthheerrmmaall eenneerrggyy iinn mmoottiioonn
22.. HHeeaatt iiss mmeeaassuurreedd == JJoouulleess// CCaalloorriieess

7. SSppeecciiffiicc HHeeaatt CCaappaacciittyy
33.. DDiiffffeerreenntt ssuubbssttaannccee == ddiiffffeerreenntt ccaappaacciittiieess
ffoorr ssttoorriinngg tthheerrmmaall eenneerrggyy
aa.. RReeqquuiirree ddiiffffeerreenntt aammoouunnttss ooff tthheerrmmaall eenneerrggyy
ttoo rraaiissee tteemmppeerraattuurree

8. SSppeecciiffiicc HHeeaatt CCaappaacciittyy
44.. SSppeecciiffiicc HHeeaatt CCaappaacciittyy:: qquuaannttiittyy ooff hheeaatt
rreeqquuiirreedd ttoo cchhaannggee tthhee tteemmppeerraattuurree ooff aa
uunniitt mmaassss bbyy 11 ddeeggrreeee
aa.. MMeeaassuurree ooff tthheerrmmaall iinneerrttiiaa
bb.. MMaatttteerrss aabbiilliittyy ttoo rreessiisstt aa cchhaannggee
iinn tteemmppeerraattuurree

9. Higher specific hheeaatt –– ssttrroonnggeerr aabbiilliittyy ttoo
rreessiisstt cchhaannggee
LLoowweerr ssppeecciiffiicc hheeaatt –– llooww aabbiilliittyy ttoo rreessiisstt
cchhaannggee

10. SSppeecciiffiicc HHeeaatt CCaappaacciittyy
55.. WWhhiicchh hhaass aa hhiigghheerr ssppeecciiffiicc hheeaatt
ccaappaacciittyy,, wwaatteerr oorr ssaanndd?? IInn ootthheerr wwoorrddss
wwhhiicchh ttaakkeess lloonnggeerr ttoo wwaarrmm iinn ssuunnlliigghhtt ((oorr
lloonnggeerr ttoo ccooooll aatt nniigghhtt??))

11. SSppeecciiffiicc HHeeaatt CCaappaacciittyy
66.. WWaatteerrss ssppeecciiffiicc hheeaatt ccaappaacciittyy::
aa.. HHiigghheerr ccaappaacciittyy ffoorr ssttoorriinngg eenneerrggyy
bb.. AAbbssoorrbbss aa ggrreeaatt qquuaannttiittyy ooff hheeaatt ffoorr ssmmaallll
rriisseess iinn tteemmppeerraattuurree
cc.. TTaakkeess mmuucchh lloonnggeerr ttoo ccooooll,, rreessiissttaanntt ttoo
lloooossiinngg tthheerrmmaall eenneerrggyy

12. SSppeecciiffiicc HHeeaatt CCaappaacciittyy
dd.. WWaatteerr’’ss ssppeecciiffiicc hheeaatt cchhaannggeess tthhee
wwoorrlldd’’ss cclliimmaattee
ii.. CCuurrrreennttss ccaarrrryy wwaarrmmeerr wwaatteerr ttoo EEuurrooppee’’ss
wweesstt ccooaasstt kkeeeeppiinngg iitt wwaarrmmeerr tthhaann tthhee
ccooooll ccooaasstt’’ss ooff CCaannaaddaa
iiii.. IIssllaannddss aanndd ppeenniinnssuullaa’’ss ddoo nnoott
hhaavvee eexxttrreemmee tteemmppeerraattuurreess

14. 7. BBeerrmmuuddaa iiss cclloossee ttoo NNoorrtthh CCaarroolliinnaa,, bbuutt
uunnlliikkee NNoorrtthh CCaarroolliinnaa,, iitt hhaass aa ttrrooppiiccaall
cclliimmaattee yyeeaarr rroouunndd.. WWhhyy??

15. TThheerrmmaall EExxppaannssiioonn
DDeecceemmbbeerr 22,, 22001144

16. Objectives
• Understand TThheerrmmaall EExxppaannssiioonn iinn tteerrmmss
ooff hhooww iiccee aanndd wwaatteerr rreeaacctt
EEuurreekkaa 1199

17. Thermal Expansion
1. Thermal expansion - when a substance
expands when heated and contracts
when cooled
a. Different substances have different abilities
to expand and contract

18. Bimetallic strips

19. Thermal expansion
b. When you can’t loosen a metal lid
on a glass jar, why is it that you
stick it under hot water to help you
out?

20. Thermal Expansion
2. Water’s Thermal expansion
a. Expands when heated
b. Between 0 and 4 degrees water particles
contracts becoming more dense before
freezing

21. Themal Expansion
a. If you heat water at zero degrees it actually
contracts as the ice crystals start to collapse
before it will expand at 4 degrees

22. Themal Expansion
3. When solid ice forms volume increases
because of the ice crystals

23. Thermal
Expansion
a. Since ice is less
dense it floats on bodies of water
b. Water at zero degrees is less dense
as well and stays near the tops
c. Water at four degrees is more
dense and will settle at the bottom keeping
organisms warm all winter