تعريف السعة الحرارية النوعية
السعة الحرارية المحددة هي كمية الحرارةالطاقة مطلوب لرفع درجة الحرارة مادة لكل وحدة كتلة. السعة الحرارية المحددة للمادة هي خاصية مادية. كما أنها مثال على خاصية واسعة النطاق حيث أن قيمتها تتناسب مع حجم النظام الذي يتم فحصه.
الوجبات الجاهزة الرئيسية: السعة الحرارية النوعية
- السعة الحرارية النوعية هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة الحرارة لكل وحدة كتلة.
- عادة ، تكون الحرارة في الجول اللازمة لرفع درجة حرارة 1 جرام من العينة 1 كلفن أو 1 درجة مئوية.
- الماء لديه قدرة حرارية عالية للغاية ، مما يجعله جيدًا لتنظيم درجة الحرارة.
فيSI الوحدات ، السعة الحرارية النوعية (الرمز: ج) هي كمية الحرارة في الجول مطلوب لرفع 1 غرام من مادة 1 كلفن. يمكن التعبير عنها أيضًا كـ J / kg · K. يمكن الإبلاغ عن السعة الحرارية المحددة في وحدات السعرات الحرارية لكل جرام درجة مئوية أيضًا. القيم ذات الصلة هي السعة الحرارية المولية ، معبر عنها بـ J / mol · K ، والقدرة الحرارية الحجمية ، المعطاة في J / m3·ك.
يتم تعريف السعة الحرارية على أنها نسبة كمية الطاقة المنقولة إلى مادة والتغير في درجة الحرارة التي يتم إنتاجها:
ج = س / ΔT
حيث C هي السعة الحرارية ، و Q هي الطاقة (عادة ما يتم التعبير عنها بالجول) ، و ΔT هي التغير في درجة الحرارة (عادة بالدرجات المئوية أو بالكلفن). بدلاً من ذلك ، يمكن كتابة المعادلة:
س = سم
ترتبط الحرارة والقدرة الحرارية المحددة بالكتلة:
ج = م * ق
حيث C هي السعة الحرارية ، m هي كتلة المادة ، و S هي حرارة معينة. لاحظ أنه نظرًا لأن الحرارة النوعية لكل وحدة كتلة ، فإن قيمتها لا تتغير ، بغض النظر عن حجم العينة. لذا ، فإن الحرارة النوعية لغالون من الماء هي نفس الحرارة النوعية لقطرة من الماء.
من المهم ملاحظة العلاقة بين الحرارة المضافة والحرارة النوعية والكتلة وتغير درجة الحرارة لا تنطبق أثناء تغيير المرحلة. والسبب في ذلك هو أن الحرارة التي تتم إضافتها أو إزالتها في تغير الطور لا تغير درجة الحرارة.
معروف أيضًا باسم: حرارة نوعية، الحرارة النوعية للكتلة ، السعة الحرارية
تبلغ سعة الماء الحرارية 4.18 جول (أو 1 سعر حراري / جرام ° C). هذه قيمة أعلى بكثير من معظم المواد الأخرى ، مما يجعل الماء جيدًا بشكل استثنائي في تنظيم درجة الحرارة. في المقابل ، يمتلك النحاس قدرة حرارية محددة تبلغ 0.39 جول.
جدول درجات الحرارة النوعية الشائعة والقدرات الحرارية
يجب أن يساعدك هذا الرسم البياني لقيم الحرارة والسعة الحرارية المحددة في الحصول على فكرة أفضل عن أنواع المواد التي توصل الحرارة بسهولة مقابل تلك التي لا تفعل ذلك. كما قد تتوقع ، المعادن لديها درجات حرارة محددة منخفضة نسبيًا.
| مواد | حرارة نوعية (J / g ° C) |
السعة الحرارية (J / ° C لـ 100 جم) |
| ذهب | 0.129 | 12.9 |
| الزئبق | 0.140 | 14.0 |
| نحاس | 0.385 | 38.5 |
| حديد | 0.450 | 45.0 |
| ملح (Nacl) | 0.864 | 86.4 |
| الألومنيوم | 0.902 | 90.2 |
| الهواء | 1.01 | 101 |
| جليد | 2.03 | 203 |
| ماء | 4.179 | 417.9 |
المصادر
- هاليداي ، ديفيد. ريسنيك ، روبرت (2013). أساسيات الفيزياء. وايلي. ص. 524.
- كيتيل ، تشارلز (2005). مقدمة في فيزياء الجوامد (الطبعة الثامنة). هوبوكين ، نيو جيرسي ، الولايات المتحدة الأمريكية: John Wiley & Sons. ص. 141. ISBN 0-471-41526-X.
- ليدر ، كيث ج. (1993). عالم الكيمياء الفيزيائية. مطبعة جامعة أكسفورد. ردمك 0-19-855919-4.
- unus A. سنجل ومايكل أ. بولس (2010). الديناميكا الحرارية: نهج هندسي (الطبعة السابعة). ماكجرو هيل. ISBN 007-352932-X.