حرارة نوعية

حرارة نوعية
الحرارة النوعية (بالإنجليزية: Specific Heat) هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجه حرارة 1 كيلوجرام من المادة بمقدار درجه واحدة. ويرمز لها بالرمز (c) ووحداتها في النظام الدولي هي (جول/كيلوجرام/كلفن)
وحدة قياسها هي : جول / (كجم . ْم) أو جول / (كجم . كلفن )
والجدول أدناه يبين الحرارة النوعية لبعض المواد :
المادة جول /( كجم. درجة مئوية واحدة)
الماء 4180
زيت الزيتون 1971
ألمنيوم 895
زجاج عادي 832
نحاس 389
فضة 234
الزئبق 139
الذهب 125
وسبب اختلاف الحرارة النوعية من مادة إلى أخرى يعود إلى مدى تراص و ترابط ذرات المادة ومن ثم قدرتها على توصيل الحرارة. فعلى سبيل المثال: ذرات الحديد تكون متراصة بشكل نظام بلوري مكعب ، و عند تسخينه تنتقل الحرارة بين أجزائه بسرعة وتزاد اهتزازات الذرات و ترتفع درجة حرارته التي هي تعبير عن حركة اهتزازات الذرات فيه . أما في حالة الماء فإن جزيئات الماء ليست مترابطة بنفس الشدة حيث توجد في الحالة السائلة ولا هي متراصة بل تتحرك بحرية كبيرة لذلك يكون توصيل الحرارة فيما بينها أضعف وتحتاج إلى قدر أكبر من الحرارة.
فإذا أخذنا كتلتين متساويتين من الماء و الزيت وقمنا بتسخين كل منهما لفترة متساوية بنفس اللهب فإننا نلاحظ بعد فترة أن درجة الحرارة الماء تكون أقل بكثير من درجة حرارة الزيت وهذا يعنى أن للماء سعة حرارية أكبر من السعة الحرارية للزيت . ولذلك نقول أن الحرارة النوعية للماء أكبر من الحرارة النوعية للزيت.
تزداد درجة حرارة الماء بمعدل نحو 4180 جول / كيلوجرام بالتسخين حتى تصل إلى 100 درجة مئوية ، عندئذ تسود حرارة التبخير وهي كمية الحرارة بالجول التي يحتاجها 1 كيلوجرام من الماء ليتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية (بخار).
محتويات [أخف]
1 تعريفات مرتبطة
1.1 السعة الحرارية
1.2 الحرارة الكامنة
2 الحرارة النوعية للغازات
3 الحرارة النوعية لغاز مثالي
4 قائمة الحرارة النوعية لبعض المواد الصلبة العملية
5 انظر أيضا
6 المراجع
تعريفات مرتبطة[عدل]
السعة الحرارية[عدل]
السعة الحرارية هي مقدار الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة الجسم كله درجة واحدة كلفينية لذلك هي ليست صفة مميزة للمادة لأنها تتغير بتغير كتلته ووحدتها جول /كلفن)
الحرارة الكامنة[عدل]
{مقالة رئيسية حرارة كامنة}
هي كمية الحرارة اللازمة لتغيير حالة 1 كيلوجرام من المادة من حالة إلى أخرى دون تغيير في درجة الحرارة (مثل تحول الماء إلى بخار). فعند تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة لا بد وان تكتسب المادة كمية من الحرارة - وهي في هذه الحالة - حرارة الانصهار ، وتصبح مخزونة (كامنة) في السائل.
وعند تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة تفقد المادة حرارة الانصهار وتصبح مادة صلبة . (مع العلم بأن المادة الصلبة هي الأخرى تحتوي على قدر من الحرارة الكامنة خاصة بها) .
وفي حاله تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية تسمى حرارة تبخر أو الحرارة الكامنة للتصعيد.
الحرارة النوعية للغازات[عدل]
تعتمد الحرارة النوعية للغاز على ظروفه ، ونفرق بين الحرارة النوعية للغاز عند ثبات ضغطه cp (تساوي الضغط Isobare) أو الحرارة النوعية للغاز عند ثبات حجمه cV (تساوي الحجم Isochore ) .
وينطبق بصفة عامة :
\,c_p > c_V
ويرجع سبب أن الحرارة النوعية للغاز عند ضغط ثابت أكبر من حرارته النوعية عند حجم ثابت أنه عند ثبات الحجم لا يزاول شغل أثناء رفع الحرارة ، أي أن كمية الحرارة المكتسبة من المادة تعمل بكاملها على رفع درجة حرارته ، بينما في حالة في حالة تثبيت ضغط الغاز فإن جزءا من الحرارة التي يكتسبها الغاز تؤدي إلى زيادة حجمه وبالتالي أداء شغل (الشغل يساوي p.dV) ، والجزء الباقي من الحرارة المكتسبة تعمل على رفع درجة حرارة الغاز.
أما في حالتي المادة السائلة أو المادة الصلبة فلا يعني هذا الفرق شيئا حيث أن التمدد يكون طفيفا جدا بمقارنته بتمدد الغاز.
بالنسبة للغازات تنطبق العلاقة التقريبية: