السعة الحرارية

سعة حرارية[عدل]
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

السعة الحرارية أو التحميل الحراري Heat capacity مصطلح من علم الديناميكا الحرارية يرمز له عادة ب C.
وهي قيمة تبين مدى قابلية جسم ما لتخزين الطاقة الحرارية. حيث ترمز C لقيمة الطاقة الحرارية Q التي يجب إمداد جسم أو نظام ما بها لرفع درجة حرارته درجة مئوية واحدة. وعلى هذا الأساس فإن وحدة التحميل الحراري هي الجول لكل كلفن. بالنسبة للمواد الصلبة والسوائل لاتختلف السعة الحرارية عند ضغط ثابت عن تلك المقاسة عند حجم ثابت. أما بالنسبة للغازات فنميز بين السعة الحرارية عند ضغط ثابت ، والسعة الحرارية عند حجم ثابت ، حيث تتمدد الغازات كثيرا بالحرارة :
السعة الحرارية عند حجم ثابت:C_V=\left(\frac{\partial U}{\partial T}\right)_V
السعة الحرارية عند ضغط ثابت: C_P=\left(\frac{\partial H}{\partial T}\right)_P
هذا هو التعريف الترموديناميكي للحرارة النوعية لغاز حيث تعني U الطاقة الداخلية للمادة ، أما في حالة ثبات الضغط فتعني H إنثالبي المادة (وهي طاقة أعم من الطاقة الداخلية). وطبقا لهذا التعريف تكون السعة الحرارية هي معدل تغير الطاقة الداخلية للمادة بتغير درجة الحرارة ، أو معدل تغير إنثالبي المادة بتغير درجة الحرارة (انظر معادلة الحالة).

محتويات  [أخف]
1 السعة الحرارية للماء
2 السعة الحرارية المولية
3 السعة الحرارية للمواد الصلبة
4 السعة الحرارية لغاز مثالي
5 معامل ثبات الاعتلاج
6 انظر أيضا

السعة الحرارية للماء[عدل]
تختلف السعة الحرارية لمادة عند درجات حرارة مختلفة. فعلى سبيل المثال نجد السعة الحرارية للماء عند درجة حرارة 20 درجة مئوية تختل طفيفا عنها عند درجة حرارة 15 مئوية :
ماء عند 20 °C: c = 4{,}190~\mathrm{kJ/(kg\, K)}
ماء عند 15 °C: c = 4{,}186~\mathrm{kJ/(kg\, K)}
وهكذا فهي تختلف بين درجة الصفر المئوي إلى 100 مئوية. عند الصفر المئوي تسود حرارة الانصهار أي تحول الثلج إلى ماء وعند 100 درجة مئوية للماء تسود درجة الغليان.
لكي ينصهر الثلج ويتحول إلى ماء فهو يحتاج لامتصاص حرارة من الخارج ، ويظل يمتص حرارة من الخارج عند درجة حرارة ثابتة وهي الصفر المئوي حتى يتحول الثلج إلى ماء. تلك هي "حرارة الانصهار" وهي تعادل 333 كيلوجول/كيلوجرام . بعد ذلك يمتص حرارة بمقدار سعته الحرارية فترتفع درجة حرارة الماء من الصفر المئوي إلى 1 درجة مئوية ، ثم 2 ثم 3 درجة مئوية وهكذا. وطبقا لمعادلتنا أعلاه فلا بد له من أن يكتسب حرارة قدرها  : c = 4{,}190~\mathrm{kJ/(kg\, K)} لترتفع درجة حرارته من 20 إلى 21 درجة مئوية ، وهكذا حتى نصل إلى درجة الغليان. وعند درجة الغليان تسود حرارة التبخر وهي كمية الحرارة الازمة لتحويل 1 جرام من الماء إلى بخار ، وهي تساوي للماء تقريبا 2260 كيلو جول/كيلوجرام