الحرارة النوعية Specific Heat
تعريف الحرارة النوعية Specific Heat
- هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من مـادة مـا درجـة مـنـويـة واحدة.
- ووحدتها J / g °C
- أو هي السعة الحرارية لجرام واحد من المادة.
تعريف السعة الحرارية Heat Capacity
- هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة كمية معينة درجة مئوية واحدة .
- ووحدتها J / °C
ملاحظة هامة على الحرارة النوعية
- يمكن الاستفادة من قيمة الحرارة النوعية في التمييز بين المواد من حيث تأثرها بالحرارة ، حيث أنه كلما قلت قيمة الحرارة النوعية للمادة فإن هذا يدل على أنها تمتص كمية صغيرة من الحرارة وترتفع درجة حرارتها بشكل ملحوظ كلما زادت الحرارة النوعية للمادة فإن هذا يدل على ان المادة تمتص كمية كبيرة من الحرارة دون أن ترتفع درجة حرارتها بشكل ملحوظ .
- فمثلاً عندمـا يـتـعـرض الماء لحرارة فإن 1g من الماء تمتص حـرارة مـقـدارها 4.184J وترتفع درجة حرارته درجة مئوية واحدة فقط . أما الالمنيوم فإن 1g منه يمتص حرارة مقدارها 0.9J فقط وترتفع درجة حرارته درجـة مئوية واحدة .
- يستخدم الماء في تبريد المحركات وذلك لأن حرارته النوعية كبيرة أي انه يمتص حرارة المحرك دون ان تتأثر درجة حرارته بشكل واضح.
القوانين المستخدمة في حساب الحرارة النوعية والسعة الحرارية
حيث أن:
C = السعة الحرارية ... ووحدتها J / °C
S = الحرارة النوعية ... ووحدتها J / g °C
m = الوزن (الكتلة) بالجرام ... ووحدتها g
q = كمية الحرارة (مفقودة أو مكتسبة) .... ووحدتها J او cal
Δt = التغير في درجة الحرارة... ووحدتها C°
تذكر أن الحرارة النوعية للماء = 1cal / g °C أو 4,184J / g °C
مسائل محلولة على الحرارة النوعية والسعة الحرارية
مثال (1): احسب السعة الحرارية الكمية من الماء تساوي 500g ، ثم احسب كمية الحرارة المكتسبة (q) عند رفع درجة الحرارة لهذه الكمية من °20C إلى °30C
الحل:
مثال (2): لزم لتسخين كمية من الماء من °5C إلى °100C كـمـيـة مـن الحـرارة مقدارها 22500J أحسب كتلة الماء
الحل:
لا تنس أن الحرارة النوعية للماء = 4.184J / g oC
مثال (3): لزم التسخين 500g من محلول ملحي من °5C إلى °20C كمية من الحرارة مقدارها 12kJ أحسب الحرارة النوعية للمحلول.
الحل :
مثال (4): وضع 25g من معدن درجه حرارته °100C في إناء يحتوي على 90g ماء عند °25.32C فارتفعت درجة حرارة الماء على °27.18C افرض عـدم فـقـد حـرارة للمحيط والحسب الحرارة النوعية للمعدن.
الحل:
كمية الحرارة (q) المفقودة من المعدن = كمية الحرارة (q) المكتسبة من الماء
مثال (5): سخنت قطعة معدنية كتلتها 3.14g إلى °100C في مـاء يغلي ثم جففت بسرعة دون أن تفقد أي شيء من حرارتها ، ووضعت في مسعر يحتوي على 10g من الماء عند °25C فإذا كانت الحرارة النوعية للنحاس 0.387J / g. °C فما درجة الحرارة النهائية للقطعة المعدنية والماء .
افترض أن كمية الحرارة الممتصة بواسطة المسعر صغيرة ويمكن إهمالها ، والحرارة النوعية للماء 4.184J / g. °C
الحل :
كمية الحرارة (q) المفقودة من المعدن = كمية الحرارة (q) المكتسبة من الماء المعدن
