السعة الحرارية النوعية للمادة هي وحدة قياس. السعة الحرارية النوعية: ما الغرض منها وما هو معناها

في درس اليوم ، سوف نقدم مفهومًا فيزيائيًا مثل السعة الحرارية النوعية للمادة. نتعلم أن ذلك يعتمد على الخصائص الكيميائية للمادة ، وقيمتها التي يمكن العثور عليها في الجداول تختلف باختلاف المواد. بعد ذلك سنكتشف وحدات القياس ومعادلة إيجاد السعة الحرارية المحددة ، ونتعلم أيضًا كيفية تحليل الخصائص الحرارية للمواد من خلال قيمة السعة الحرارية المحددة لها.

المسعر(من اللات. سعرات حراريه- دافئة و النيزك- القياس) - جهاز لقياس كمية الحرارة المنبعثة أو الممتصة في أي عملية فيزيائية أو كيميائية أو بيولوجية. مصطلح "المسعر" اقترحه A. Lavoisier و P. Laplace.

يتكون المسعر من غطاء زجاجي داخلي وخارجي. من المهم جدًا في تصميم المسعر أن تكون هناك طبقة هوائية بين الأوعية الصغيرة والأكبر ، والتي ، بسبب الموصلية الحرارية المنخفضة ، توفر نقلًا ضعيفًا للحرارة بين المحتويات والبيئة الخارجية. يتيح هذا التصميم اعتبار المسعر نوعًا من الترمس والتخلص عمليًا من تأثير البيئة الخارجية على مسار عمليات نقل الحرارة داخل المسعر.

يهدف المسعر إلى قياسات أكثر دقة للقدرات الحرارية المحددة والمعلمات الحرارية الأخرى للأجسام مما هو مذكور في الجدول.

تعليق.من المهم أن نلاحظ أن مفهومًا مثل مقدار الحرارة ، والذي نستخدمه كثيرًا ، لا ينبغي الخلط بينه وبين الطاقة الداخلية للجسم. تحدد كمية الحرارة بدقة التغير في الطاقة الداخلية ، وليس قيمتها المحددة.

لاحظ أن السعة الحرارية النوعية للمواد المختلفة مختلفة ، وهو ما يمكن رؤيته من الجدول (الشكل 3). على سبيل المثال ، الذهب له سعة حرارية محددة. كما أشرنا سابقًا ، فإن المعنى المادي لهذه السعة الحرارية المحددة يعني أنه من أجل تسخين 1 كجم من الذهب بمقدار 1 درجة مئوية ، يجب تزويده بـ 130 J من الحرارة (الشكل 5).

أرز. 5. السعة الحرارية النوعية للذهب

في الدرس التالي ، سنناقش كيفية حساب كمية الحرارة.

قائمةالمؤلفات

1. جيندنشتاين إل إي ، كايدالوف أ.ب. ، كوزيفنيكوف ف.ب. / إد. Orlova V.A.، Roizena I.I. الفيزياء 8. - م: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. الفيزياء 8. - م: بوستارد ، 2010.
3. فاديفا أ.أ ، زاسوف أ.ف. ، كيسيليف د. الفيزياء 8. - م: التنوير.

1. بوابة الإنترنت "vactekh-holod.ru" ()

الواجب المنزلي

يأتي كل تلميذ عبر دروس الفيزياء بمفهوم مثل "السعة الحرارية المحددة". في معظم الحالات ، ينسى الناس تعريف المدرسة ، وغالبًا لا يفهمون معنى هذا المصطلح على الإطلاق. في الجامعات التقنية ، سيواجه معظم الطلاب عاجلاً أم آجلاً حرارة معينة. ربما ، كجزء من دراسة الفيزياء ، أو ربما يكون لدى شخص ما تخصص مثل "هندسة الحرارة" أو "الديناميكا الحرارية التقنية". في هذه الحالة ، سيتعين عليك تذكر المناهج الدراسية. إذن ، فيما يلي تعريف وأمثلة ومعاني لبعض المواد.

تعريف

السعة الحرارية النوعية هي كمية فيزيائية تحدد مقدار الحرارة التي يجب توفيرها لوحدة من مادة أو إزالتها من وحدة مادة ما حتى تتغير درجة حرارتها بدرجة واحدة. من المهم إلغاء أنه لا يهم ، الدرجات المئوية والكلفن والفهرنهايت ، الشيء الرئيسي هو التغير في درجة الحرارة لكل وحدة.

السعة الحرارية المحددة لها وحدة قياس خاصة بها - في النظام الدولي للوحدات (SI) - جول مقسومًا على منتج الكيلوغرام ودرجة كلفن ، J / (كجم كلفن) ؛ الوحدة خارج النظام هي نسبة السعرات الحرارية إلى منتج الكيلوغرام والدرجة المئوية ، كالوري / (كجم درجة مئوية). غالبًا ما يتم الإشارة إلى هذه القيمة بالحرف c أو C ، وفي بعض الأحيان يتم استخدام المؤشرات. على سبيل المثال ، إذا كان الضغط ثابتًا ، فإن المؤشر هو p ، وإذا كان الحجم ثابتًا ، فإن v.

اختلافات التعريف

العديد من الصيغ لتعريف الكمية المادية التي تمت مناقشتها ممكنة. بالإضافة إلى ما سبق ، يعتبر التعريف مقبولاً ، والذي ينص على أن السعة الحرارية النوعية هي نسبة قيمة السعة الحرارية لمادة ما إلى كتلتها. في هذه الحالة ، من الضروري أن نفهم بوضوح ما هي "السعة الحرارية". لذلك ، تسمى السعة الحرارية بالكمية الفيزيائية التي توضح مقدار الحرارة التي يجب إحضارها إلى الجسم (المادة) أو إزالتها من أجل تغيير قيمة درجة حرارته بمقدار واحد. يتم تحديد السعة الحرارية النوعية لكتلة مادة أكبر من كيلوغرام بنفس طريقة تحديد قيمة واحدة.

بعض الأمثلة والمعاني للمواد المختلفة

لقد وجد تجريبياً أن هذه القيمة تختلف باختلاف المواد. على سبيل المثال ، السعة الحرارية النوعية للماء هي 4.187 kJ / (kg K). أكبر قيمة لهذه الكمية الفيزيائية للهيدروجين هي 14.300 kJ / (kg · K) ، وأصغر قيمة للذهب هي 0.129 kJ / (kg · K). إذا كنت بحاجة إلى قيمة لمادة معينة ، فأنت بحاجة إلى أخذ كتاب مرجعي والعثور على الجداول المقابلة ، وفيها - القيم التي تهتم بها. ومع ذلك ، فإن التقنيات الحديثة تجعل من الممكن تسريع عملية البحث في بعض الأحيان - يكفي على أي هاتف لديه خيار الدخول إلى شبكة الويب العالمية ، واكتب سؤال الاهتمام في شريط البحث ، وابدأ البحث وابحث عن الإجابة على أساس النتائج. في معظم الحالات ، تحتاج إلى النقر فوق الارتباط الأول. ومع ذلك ، في بعض الأحيان لا تحتاج إلى الذهاب إلى أي مكان آخر على الإطلاق - يمكن رؤية إجابة السؤال في وصف موجز للمعلومات.

المواد الأكثر شيوعًا التي يبحثون عن السعة الحرارية لها ، بما في ذلك الحرارة النوعية ، هي:

• هواء (جاف) - 1.005 كيلو جول / (كجم · كلفن) ،
• ألومنيوم - 0.930 كيلو جول / (كجم · ك) ،
• النحاس - 0.385 كيلو جول / (كجم · ك) ،
• الإيثانول - 2.460 كيلوجول / (كجم · ك) ،
• الحديد - 0.444 كيلو جول / (كجم · ك) ،
• الزئبق - 0.139 كيلو جول / (كجم · ك) ،
• أكسجين - 0.920 كيلو جول / (كجم · ك) ،
• الخشب - 1700 كيلوجول / (كجم · ك) ،
• الرمل - 0.835 كيلو جول / (كجم · ك).

كمية الطاقة التي يجب توفيرها لـ 1 جرام من مادة ما لرفع درجة حرارتها بمقدار 1 درجة مئوية. بحكم التعريف ، من أجل رفع درجة حرارة 1 غرام من الماء بمقدار 1 درجة مئوية ، يتطلب الأمر 4.18 ياء. القاموس الموسوعي البيئي. ... ... القاموس البيئي

حرارة نوعية- - [أ.س. غولدبرغ. قاموس الطاقة الإنجليزية الروسية. 2006] موضوعات الطاقة بشكل عام الحرارة النوعية EN ...

حرارة نوعية- بدني. كمية تقاس بكمية الحرارة المطلوبة لتسخين 1 كجم من مادة بمقدار 1 كلفن (انظر). وحدة السعة الحرارية النوعية في SI (انظر) لكل كيلوغرام كلفن (J kg ∙ K)) ... موسوعة البوليتكنيك الكبرى

حرارة نوعية- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. السعة الحرارية لكل وحدة كتلة ؛ السعة الحرارية الجماعية السعة الحرارية المحددة vok. Eigenwarme ، ف ؛ spezifice Wärme ، f ؛ spezifische Wärmekapazität، f rus. السعة الحرارية للكتلة ، f ؛…… نهايات Fizikos žodynas

انظر السعة الحرارية ... الموسوعة السوفيتية العظمى

حرارة نوعية- حرارة نوعية... قاموس المرادفات الكيميائية أنا

السعة الحرارية النوعية للغاز- - موضوعات صناعة النفط والغاز EN الحرارة الخاصة بالغاز ... دليل المترجم الفني

السعة الحرارية المحددة للزيت- - موضوعات صناعة النفط والغاز EN الحرارة النوعية للنفط ... دليل المترجم الفني

سعة حرارية محددة عند ضغط ثابت- - [أ.س. غولدبرغ. قاموس الطاقة الإنجليزية الروسية. 2006] موضوعات الطاقة بشكل عام الحرارة النوعية عند الضغط المستمر الحرارة النوعية للضغط الثابت ... دليل المترجم الفني

سعة حرارية محددة بحجم ثابت- - [أ.س. غولدبرغ. قاموس الطاقة الإنجليزية الروسية. 2006] موضوعات الطاقة بشكل عام الحرارة النوعية EN عند الحرارة النوعية للحجم الثابت الحجم الثابت Cv ... دليل المترجم الفني

كتب

• الأسس الفيزيائية والجيولوجية لدراسة حركة المياه في الآفاق العميقة ، Trushkin V. مراجعة لحالة المعرفة بمشكلة الحركة العميقة ...

في رأيك ، ما الذي يسخن بشكل أسرع على الموقد: لتر من الماء في قدر أم أن القدر نفسه يزن كيلوغرامًا واحدًا؟ كتلة الأجسام هي نفسها ، يمكن افتراض أن التسخين سيحدث بنفس المعدل.

لكنها لم تكن موجودة! يمكنك القيام بتجربة - ضع قدرًا فارغًا على النار لبضع ثوان ، فقط لا تحرقه ، وتذكر درجة الحرارة التي تم تسخينها. ثم صب الماء في المقلاة بنفس وزن وزن المقلاة بالضبط. نظريًا ، يجب أن يسخن الماء إلى نفس درجة حرارة المقلاة الفارغة مرتين في المرة ، لأنه في هذه الحالة يتم تسخين كلاهما - الماء والوعاء.

ومع ذلك ، حتى إذا انتظرت ثلاث مرات ، فتأكد من أن الماء لا يزال أقل تسخينًا. يستغرق تسخين الماء ما يقرب من عشر مرات وقتًا أطول إلى نفس درجة حرارة وعاء من نفس الوزن. لماذا يحدث هذا؟ ما الذي يمنع الماء من التسخين؟ لماذا يجب أن نهدر كميات إضافية من الغاز لتسخين الماء عند الطهي؟ لأن هناك كمية فيزيائية تسمى السعة الحرارية النوعية للمادة.

السعة الحرارية النوعية للمادة

توضح هذه القيمة مقدار الحرارة التي يجب نقلها إلى جسم كتلته كيلوغرام واحد حتى تزداد درجة حرارته بدرجة واحدة مئوية. يقاس بـ J / (kg * С). هذه القيمة ليست لمجرد نزوة ، ولكن بسبب الاختلاف في خصائص المواد المختلفة.

تبلغ الحرارة النوعية للماء حوالي عشرة أضعاف الحرارة النوعية للحديد ، لذلك سوف يسخن القدر أسرع بعشر مرات من الماء الموجود فيه. من الغريب أن السعة الحرارية النوعية للثلج تساوي نصف سعة الماء. لذلك ، سوف يسخن الجليد ضعف سرعة الماء. ذوبان الجليد أسهل من تسخين الماء. غريب كما يبدو ، إنها حقيقة.

حساب كمية الحرارة

يتم الإشارة إلى السعة الحرارية المحددة بالحرف جو المستخدمة في معادلة حساب كمية الحرارة:

س = ج * م * (t2 - t1) ،

حيث Q هي كمية الحرارة ،
ج - السعة الحرارية النوعية ،
م - وزن الجسم ،
t2 و t1 هما ، على التوالي ، درجات الحرارة النهائية والأولية للجسم.

صيغة حرارة محددة: ج = س / م * (t2 - t1)

يمكنك أيضًا التعبير من هذه الصيغة:

• م = س / ج * (t2-t1) - وزن الجسم
• t1 = t2 - (Q / c * m) - درجة حرارة الجسم الأولية
• t2 = t1 + (Q / c * m) - درجة حرارة الجسم النهائية
• Δt = t2 - t1 = (Q / c * m) - فرق درجة الحرارة (دلتا تي)

ماذا عن السعة الحرارية النوعية للغازات؟كل شيء أكثر إرباكًا هنا. مع المواد الصلبة والسوائل ، يكون الوضع أبسط بكثير. سعتها الحرارية المحددة هي قيمة ثابتة ومعروفة ومحسوبة بسهولة. بالنسبة للسعة الحرارية المحددة للغازات ، تختلف هذه القيمة اختلافًا كبيرًا في المواقف المختلفة. لنأخذ الهواء كمثال. تعتمد السعة الحرارية النوعية للهواء على التركيب والرطوبة والضغط الجوي.

في الوقت نفسه ، مع زيادة درجة الحرارة ، يزداد حجم الغاز ، ونحتاج إلى إدخال قيمة أخرى - حجم ثابت أو متغير ، والذي سيؤثر أيضًا على السعة الحرارية. لذلك ، عند حساب كمية الحرارة للهواء والغازات الأخرى ، يتم استخدام رسوم بيانية خاصة لقيم السعة الحرارية المحددة للغازات اعتمادًا على عوامل وظروف مختلفة.