ما هي السعة الحرارية؟
تُعرف السعة الحرارية (بالإنجليزية: Heat Capacity) أو التحميل الحراري في الفيزياء بأنها مقدار الحرارة المطلوبة لتغيير درجة حرارة كمية معينة من المادة بمقدار 1 درجة مئوية، والسعة الحرارية هي مصطلح ينتمي إلى علم الديناميكا الحرارية، وهي قيمة تعبر عن مدى قابلية المواد المختلفة لتخزين الطاقة الحرارية في داخلها، ويرمز للسعة الحرارية عادةً بالرمز C.[١][٢]
تجدر الإشارة إلى أن السعة الحرارية لـ 1 مول من مادة ما يطلق عليها اسم السعة الحرارية المولارية للمادة (بالإنجليزية: Molar Heat Capacity)، أما السعة الحرارية التي تبلغ قيمتها 1 جرام من مادة ما، فتعرف بالسعة الحرارية النوعية للمادة (بالإنجليزية: Specific Heat Capacity) أو الحرارة النوعية (بالإنجليزية: Specific Heat).[١][٢]
ما هو قانون السعة الحرارية؟
تُعرّف السعة الحرارية بأنها مقدار الطاقة الحرارية المطلوبة لرفع درجة حرارة كمية معينة من المادة بمقدار درجة واحدة مئوية، وتعتمد السعة الحرارية لمادة معينة على حجمها أو كميتها، وبالتالي فإن السعة الحرارية للمادة تعد خاصية واسعة النطاق، ويجدر التنويه إلى أن وحدة قياس السعة الحرارية في النظام العالمي للوحدات (SI) هي جول لكل كلفن أو جول لكل درجة مئوية، أما القانون الرياضي الذي يستخدم لحساب السعة الحرارة فهو كالآتي:[٣]
Q=CΔT
حيث إن:
Q: هي الطاقة الحرارية المطلوبة لإحداث تغيير في درجة الحرارة بمقدار ΔT، واقاس بوحدة الجول.
C: هي السعة الحرارية للنظام، وتقاس بوحدة الجول لكل كلفن أو الجول لكل درجة مئوية.
ΔT: مقدار التغير في درجة الحرارة، وتقاس بوحدة الكلفن أو الدرجة المئوية.
ما الفرق بين السعة الحرارية والحرارة النوعية للمادة؟
تُعرف السعة الحرارية -كما ذُكر سابقًا- بأنها كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة الجسم أو المادة بمقدار 1 درجة مئوية، أما الحرارة النوعية للمادة، فتُعرف بأنها كمية الطاقة المطلوبة لرفع درجة حرارة 1 جرام من المادة بمقدار 1 درجة مئوية، وهذا يعني أن الحرارة النوعية للمادة تكون لكتلة معينة من المادة، وليس للمادة أو الجسم بأكمله.[٤]
إذا علمت أن السعة الحرارية النوعية للماء تساوي 4.18 جول/ جرام. كلفن احسب مقدار الطاقة الحرارية المطلوبة بالكيلوجول، المطلوبة لغلي 1.2 لتر من الماء، بدءًا من درجة حرارة مقدارها 25 درجة مئوية.
بما أن درجة غليان الماء هي 100 درجة مئوية إذًا لغلي 1.2 لتر من الماء، بدءًا من درجة حرارة مقدارها 25 درجة مئوية، نحن نحتاج إلى رفع درجة حرارة الماء بمقدار 75 درجة مئوية، حيث إن:
ΔT = (100-25)
درجة مئوية ΔT = 75
ΔT = 348.15 كلفن
Q=CΔT
Q = (348.15) (4.18)
المراجع
- ^ أ ب "Heat capacity", khanacademy, Retrieved 18/5/2023. Edited.
- ^ أ ب "heat capacity", britannica, Retrieved 18/5/2023. Edited.
- ↑ "Heat Capacity", byjus, Retrieved 18/5/2023. Edited.
- ↑ "17.4: Heat Capacity and Specific Heat", chem.libretexts, Retrieved 18/5/2023. Edited.
