تعريف السعة الحرارية النوعية.
السعة الحرارية النوعية هي كمية الطاقة الحرارية المطلوبة لرفع درجة حرارة مادة ما لكل وحدة كتلة. السعة الحرارية النوعية للمادة هي خاصية فيزيائية. إنها أيضًا مثال على خاصية واسعة النطاق لأن قيمتها تتناسب مع حجم النظام قيد الفحص.
تعريف السعة الحرارية النوعية.
السعة الحرارية النوعية هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة الحرارة لكل وحدة كتلة. عادةً ما تكون الحرارة بالجول ضرورية لرفع درجة حرارة 1 جرام من العينة 1 كلفن أو درجة واحدة مئوية.
يتمتع الماء بسعة حرارية عالية للغاية، مما يجعله جيدًا لتنظيم درجة الحرارة.
وحدة السعة الحرارية النوعية.
في وحدات النظام الدولي SI، الرمز الخاص بها هو (الرمز: c). وهي كمية الحرارة بالجول المطلوبة لرفع 1 جرام من مادة 1 كلفن.
يمكن التعبير عنها أيضًا كـ J / kg · K. كما يمكن الحديث عن السعة الحرارية المحددة بوحدات السعرات الحرارية لكل جرام درجة مئوية أيضًا.
القيم ذات الصلة هي السعة الحرارية المولارية، معبرًا عنها بـ J / mol · K. كما أن السعة الحرارية الحجمية المعطاة بـ J / m3 · K.
كما يتم تعريف السعة الحرارية بأنها نسبة كمية الطاقة المنقولة إلى مادة ما والتغير في درجة الحرارة التي يتم إنتاجها:
C = Q / ΔT
حيث C هي السعة الحرارية، Q هي الطاقة (عادة ما يتم التعبير عنها بالجول)، و T هي التغير في درجة الحرارة (عادة بالدرجات المئوية أو بالكلفن). بدلاً من ذلك، يمكن كتابة المعادلة:
Q = CmΔT
السعة الحرارية والحرارة النوعية مرتبطة بالكتلة:
C = m * S
حيث C هي السعة الحرارية، m هي كتلة مادة، و S هي الحرارة النوعية.
لاحظ أنه نظرًا لأن الحرارة النوعية لكل وحدة كتلة، فإن قيمتها لا تتغير، بغض النظر عن حجم العينة. لذا، فإن الحرارة النوعية للغالون من الماء هي نفس الحرارة النوعية لقطرة ماء.
من المهم ملاحظة أن العلاقة بين الحرارة المضافة والحرارة النوعية والكتلة وتغير درجة الحرارة لا تنطبق أثناء تغير الطور. والسبب في ذلك هو أن الحرارة التي تتم إضافتها أو إزالتها في تغيير الطور لا تغير درجة الحرارة.
إقرأ أيضاً… ما هو تعريف السعرة الحرارية (الكالوري)؟
أمثلة.
يحتوي الماء على سعة حرارية محددة تبلغ 4.18 جول (أو 1 سعرة حرارية / جرام درجة مئوية). كما أن هذه قيمة أعلى بكثير من معظم المواد الأخرى، مما يجعل الماء جيدًا بشكل استثنائي في تنظيم درجة الحرارة.
في المقابل، يحتوي النحاس على سعة حرارية محددة تبلغ 0.39 جول.
جدول درجة الحرارة النوعية والسعة الحرارية.
يجب أن يساعدك هذا الجدول لقيم معينة للحرارة والسعة الحرارية في الحصول على فهم أفضل لأنواع المواد التي تنقل الحرارة بسهولة مقابل تلك التي لا تفعل ذلك.
كما قد تتوقع، تتمتع المعادن بدرجات حرارة منخفضة نسبيًا.
| المادة | الحرارة النوعية (J/g°C) | السعة الحرارية (J/°C for 100 g) |
|---|---|---|
| الذهب | 0.129 | 12.9 |
| الزئبق | 0.140 | 14.0 |
| النحاس | 0.385 | 38.5 |
| الحديد | 0.450 | 45.0 |
| الملح | 0.864 | 86.4 |
| الألمنيوم | 0.902 | 90.2 |
| الهواء | 1.01 | 101 |
| الثلج | 2.03 | 203 |
| الماء | 4.179 | 417.9 |
