حالت های مختلف فیزیکی دارای ظرفیت های گرمایی متفاوت هستند. ظرفیت گرمایی، عبارت است از میزان گرمایی که لازم است به یک جسم داده شود تا دمای آن به میزان یک درجه سانتیگراد افزایش یابد.

ببینیم افزایش دما به چه نحو صورت می‌گیرد؟ هنگامی که جنبش ذرات ماده زیاد شود، این حرکت و جنبش به صورت افزایش دما خود را نشان می‌دهد.حال هنگامی که جاذبه و پیوند بین ذرات ماده ضعیف باشد، با دادن اندک گرمایی به جسم، ذرات آن از قیدوبند رها شده و شروع به جنبش و حرکت می‌کنند، درنتیجه زود گرم می‌شود. چنین ماده‌ای دارای ظرفیت گرمایی اندکی است. اما هنگامی که ذرات و اتمهای یک ماده با پیوندهای قوی به هم متصل شده باشند، با دادن اندک انرژی یا گرما به آن، ذرات از قید و بند رها نشده و شروع به حرکت نمی‌کنند. در چنین جسمی برای رهاندن ذرات از قیدوبند جاذبه‌ی بین ذرات، نیاز به دادن گرمای بیشتری است و درنتیجه ظرفیت گرمایی این ماده بالا می‌رود.

غیر از نوع و ذات اتمهای موجود در یک ماده ، حالت ماده نیز در تعیین ظرفیت گرمایی مهم است، زیرا در حالتهای مختلف از یک جسم، پیوندهای بین ذرات آن هم متفاوت می‌شود. به عنوان مثال در آب، مولکولها به وسیله‌ی پیوندهای قوی هیدروژنی به یکدیگر متصل هستند. در چنین شرایطی برای سست کردن یا پاره کردن این پیوندها و به حرکت درآوردن مولکولها و سرانجام افزایش دمای آب، نیاز به دادن انرژی و گرمای زیادی داریم و درنتیجه ظرفیت گرمایی آب زیاد می‌باشد.

اما در یخ، آرایش مولکولها به نحو دیگری است، مولکولهای آب به صورت شش‌ضلعی‌هایی کنار هم قرار می‌گیرند طوریکه یک فضای خالی بین این شش‌ضلعیها به وجود می‌آید. حال انرژی اندکی برای تخریب این ساختمان مورد نیاز است، درنتیجه ظرفیت گرمایی یخ کمتر از ظرفیت گرمایی آب می‌باشد.


ظرفیت گرمایی آب در سه حالت جامد و مایع وگاز

حالت های مختلف فیزیکی دارای ظرفیت های گرمایی متفاوت هستند. ظرفیت گرمایی، عبارت است از میزان گرمایی که لازم است به یک جسم داده شود تا دمای آن به میزان یک درجه سانتیگراد افزایش یابد.

ببینیم افزایش دما به چه نحو صورت می‌گیرد؟ هنگامی که جنبش ذرات ماده زیاد شود، این حرکت و جنبش به صورت افزایش دما خود را نشان می‌دهد.حال هنگامی که جاذبه و پیوند بین ذرات ماده ضعیف باشد، با دادن اندک گرمایی به جسم، ذرات آن از قیدوبند رها شده و شروع به جنبش و حرکت می‌کنند، درنتیجه زود گرم می‌شود. چنین ماده‌ای دارای ظرفیت گرمایی اندکی است. اما هنگامی که ذرات و اتمهای یک ماده با پیوندهای قوی به هم متصل شده باشند، با دادن اندک انرژی یا گرما به آن، ذرات از قید و بند رها نشده و شروع به حرکت نمی‌کنند. در چنین جسمی برای رهاندن ذرات از قیدوبند جاذبه‌ی بین ذرات، نیاز به دادن گرمای بیشتری است و درنتیجه ظرفیت گرمایی این ماده بالا می‌رود.

غیر از نوع و ذات اتمهای موجود در یک ماده ، حالت ماده نیز در تعیین ظرفیت گرمایی مهم است، زیرا در حالتهای مختلف از یک جسم، پیوندهای بین ذرات آن هم متفاوت می‌شود. به عنوان مثال در آب، مولکولها به وسیله‌ی پیوندهای قوی هیدروژنی به یکدیگر متصل هستند. در چنین شرایطی برای سست کردن یا پاره کردن این پیوندها و به حرکت درآوردن مولکولها و سرانجام افزایش دمای آب، نیاز به دادن انرژی و گرمای زیادی داریم و درنتیجه ظرفیت گرمایی آب زیاد می‌باشد.

اما در یخ، آرایش مولکولها به نحو دیگری است، مولکولهای آب به صورت شش‌ضلعی‌هایی کنار هم قرار می‌گیرند طوریکه یک فضای خالی بین این شش‌ضلعیها به وجود می‌آید. حال انرژی اندکی برای تخریب این ساختمان مورد نیاز است، درنتیجه ظرفیت گرمایی یخ کمتر از ظرفیت گرمایی آب می‌باشد.

همچنین ظرفیت گرمایی بخار آب نیز با تعمیم رابطه ی بالا نیز نسبت به آب اندک است، زیرا بین مولولها در حالت بخار، هیچ جاذبه ای و قید و بندی وجود ندارد، درنتیجه به راحتی می توان جنبش آنها را کم یا زیاد نمود، بنابراین ظرفیت گرمایی بخار نیز اندک است.

با این توضیحات می توان نتیجه گرفت که این موضوع(تغییر ظرفیت گرمایی با تغییر حالت ماده) در مورد تمام مواد صدق می کند.

چرا ظرفیت گرمایی ویژه آب از یخ بیشتر است ؟

        دلیل اوّل : در یخ تنها جنبش های ارتعاشی وجود دارد و با افزایش انرژی بدون نیاز به شکستن پیوند شدت این ارتعاشات بالا می رود، در حالی که آب جنبش‌های انتقالی و نیز تعداد کمی دورانی وجود دارد افزودن انرژی که برای بیشتر کردن شدت این حرکات به کار می‌رود ، ابتدا باید صرف شکستن پیوندهای هیدروژنی گردد تا این حرکات شدیدتر شوند .

       دلیل دوم : یخ در واقع دو فاز است. یکی فاز جامد و دیگری فاز گاز و ظرفیت گرمایی آن میانگین این دو فاز است و چون ظرفیت گرمایی ویژه حالت گاز به علت نبودن جاذبه های قابل توجه کم است ، پس ظرفیت گرمایی یخ هم کم می شود