الحرارة النوعية (C)
كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد (1g) من المادة بمقدار درجة واحدة مئوية (1Co)
- تقدر الحرارة النوعية بوحدة J/g.Co
الحرارة النوعية للفلزات Specific Heat of Metals
- هي كمیة الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من الفلز درجة مئویة واحدة
- تكمن أهمية معرفة الحرارة النوعية للفلز فى معرفة كمية الطاقة اللازمة لتسخين أو تبريد هذا الفلز (المعدن) وكم المدة الزمنية المستغرقة لحدوث ذلك التسخين والتبريد.
طرق قياس الحرارة النوعية
هناك عدة طرق لقياس الحرارة النوعية لمادة وهي:
(1) طريقة الخلط (المسعر الحراري)
(2) الطريقة الكهربائية
(3) طريقة الجريان المستمر
(4) الطريقة الميكانيكة
(5) طريقة التبريد
سوف نقوم بشرح الطريقة الاولى والثانية باعتبارهم الأسهل والأكثر استخداماُ
أولاُ/ طريقة الخلط ( طريقة المسعر الحراري)
- نعين كتلة المادة الصلبة (m) المطلوب قياس حرارتها النوعية (C)
- نأخذ مسعر معلوم الكتلة (mc) ومعلوم الحرارة النوعية (Cc) ، نضع فيه كمية كافية من الماء تتناسب مع كتلة الجسم، ونجد كتلة الماء (mw).
- نعين درجة حرارة الماء والمسعر ولتكن T1 نسخن الجسم الصلب إلى درجة حرارية عالية بواسطة سخان كهربائي ولتكن T2
- نضع المادة الصلبة في المسعر الحاوي على الماء ونعين درجة حرارة الخليط (الصلب والماء) ولتكن T3 التي هي أقل من T2 بطبيعة الحال.
الحسابات
كمية الحرارة المفقودة من قبل الجسم الصلب = كمية الحرارة المكتسبة من قبل المسعر + كمية الحرارة المكتسبة من قبل الماء
ثانياُ/ الطريقة الكهربية
- تستخدم ھذه الطریقة لقیاس الحرارة النوعیة للمواد الصلبة الجیدة التوصیل للحرارة كالنحاس والألمنیوم.
- تؤخذ قطعة منتظمة الشكل تحتوي على ثقب يثبت فيه سخان كهربائي وثرمومتر.
- تقاس كتلة المادة (m) ودرجة حرارتها الابتدائية (T1)
- ثم تحاط القطعة المعدنية بمادة عازلة (كالصوف الطبيعى أو الاصطناعي أو البوليسترين مثلاُ).
- يمرر خلال السخان تيار كهربائي (I) مناسب وتحسب مدة مرور التيار (t) باستخدام ساعة توقيت.
- تسجل قراءة الفولتميتر (V) ,والأميتر (I).
- عندما ترتفع درجة الحرارة بمقدار مناسب عشر درجات مثلاً یوقف مرور التیار وساعة التوقیت في الوقت نفسه وتسجل أعلى قراءة یصلھا الثرمومتر.
الحسابات
فإذا فرضنا ان الطاقة الحراریة المتسربة الى المحیط تساوي صفراً، فان
الطاقة الكهربائية التي يزود بها السخان = الطاقة الحرارية المزودة للقطعة المعدنية
حيث (V) قراءة الفولتيمتر بالفولت ، (I) قراءة الاميتر بالأمبير، (T) زمن مرور التيار بالثانية.
المراجع:
- محاضرة الحرارة / كلية التربية للعلوم الصرفة / جامعة ابن الهيثم/ العراق (تحميل المحاضرة)
- محاضرة الحرارة وخواص المادة / كلية التربية للعلوم الصرفة / جامعة تكريت / العراق (تحميل المحاضرة)