السعة الحرارية و الحرارة النوعية

سؤال : ما الفرق بين الحرارة النوعية والسعة الحرارية ؟

جدول  : يوضح الفرق بينهما كما يلي :

وجه المقارنة	الحرارة النوعية	السعة الحرارية
التعريف	هي كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من المادة درجة مئوية واحدة .	هي كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة كمية معينة من مادة درجة مئوية واحدة
الكمية	جرام واحد   أو  كيلوجرام واحد	كمية غير معينة
وحدة القياس	جول / جم . مْ	جول / مْ

العلاقة بين السعة الحرارية والحرارة النوعية :

v     السعة الحرارية  = الحرارة النوعية  × الكتلة           ،   السعة الحرارية = جول / مْ

v     الحرارة النوعية = كمية الحرارة المكتسبة أو المفقودة / الكتلة × التغير في درجة الحرارة

، الحرارة النوعية  = جول / جم . مْ

حساب الحرارة النوعية : 

1-     قطعة من النحاس كتلتها 95,49 جم إمتصت كمية من الحرارة مقدارها 849 جول فزادت درجة حرارتها من 25 مْ إلى 48مْ , أوجد الحرارة النوعية للنحاس ؟

الحلــــــــــــ

الحرارة النوعية = كمية الحرارة المكتسبة / كتلة النحاس × ∆T

                   =  849 / 95,49 × ( 48 – 25 )

                   = 849  /  95,49 × 23 مْ

الحرارة النوعية =  0,387 جول / جم . مْ

2-     احسب درجة الحرارة بعد التسخين  لقطعة من الرصاص كتلتها  5 كجم عند الظروف القياسية فاذا أمتصت كمبة من الحرارة مقدارها 19350جول . علما بأن الحرارة النوعية للرصاص هي 0,129 جول / جم . م˚ .

الحل

نحول الكتلة الى جرام :   5كجم = 5×  1000 = 5000 جم

الحرارة النوعية للرصاص  =    كمية الحرارة المكتسبة / كتلة الرصاص × ∆T

∆T  =   كمية الحرارة المكتسبة / كتلة الرصاص × الحرارة النوعية للرصاص         

∆T =  19350 /  5000 × 0,129  

∆T 30    =   م˚

∆T  =  درجة الحرارة بعد التسخين  - درجة الحرارة قبل التسخين

30م˚ =   درجة الحرارة بعد التسخين  -  25       

معلوم أن  درجة الحرارة عند الظروف القياسية = 25 م˚
درجة الحرارة بعد التسخين  = 55 م˚

ý     ملاحظات :

·         الحرارة النوعية للماء = 4,18 جول / جم . مْ . وهي أعلى من الحرارة النوعية لمعظم المعادن .

·         كلما قلت الحرارة النوعية لمادة كلما زادت سرعة سخونتها .

·         علل : الرصاص ترتفع درجة حرارته بشكل أكبر من الحديد ؟ 

ü      لان الحرارة النوعية للرصاص أقل من الحرارة النوعية للحديد .

·         علل  : يحتاج الماء إلى حرارة عالية لتسخينه إذا ما قورن بالمعادن ؟  

ü      لان حرارته النوعية عالية .

·          عند حساب الحرارة النوعية لا يراعى إشارة حرارة التفاعل .

النظام : هو جزء معين من الكون محدود بحدود معينة حقيقية أو تخيلية .

الوسط المحيط : هو الجزء المتبقي خارج حدود النظام  أو هو الجزء الذي يحيط بالنظام ويؤثر ويتأثر به .

حدود النظام : هي الجزء الفاصل بين النظام والوسط المحيط به .

عناصر النظام : المواد المتفاعلة والناتجة .

خواص النظام : هي المتغيرات الفيزيائية التي يمكن ملاحظتها أو قياسها . مثل الضعط ، الحجم ودرجة الحرارة .

سؤال : متى يكون النظام متزنا ؟

ü      إذا كانت قيم خواص النظام لا تتغير مع مرور الزمن ( الحجم – درجة الحرارة – الضغط )

ý     بتحديد خواص النظام ، يمكن تحديد حالته ( متزن أو غير متزن ) .

سؤال : قارن بين العملية الأديباتية والعملية الإيزوثرمية ؟

جدول : يوضح الفرق بين العمليتين .

وجه المقارنة	العملية الأديباتية	العملية الإيزوثرمية
التعريف	حدوث تغير في النظام بحيث لا تنتقل الحرارة بين النظام والوسط المحيط	حفظ النظام عند درجة حرارة معينة أثناء حدوث التغير .
شكل النظام	معزول حراريا ( لاتنتقل الحرارة بين النظام والوسط المحيط )	غير معزول حراريا ( تنتقل الحرارة بين النظام والوسط المحيط )
مثال	التفاعلات المتفجرة	التفاعلات  الحيوية في الجسم

علل : في العملية الأديباتية لا تنتقل الحرارة عبر الحدود الفاصلة بين النظام والوسط المحيط عند حدوث التغير ؟

ü      لأن النظام معزول حراريا .

العلاقة بين الحرارة ودرجة الحرارة :

سؤال : ما الفرق بين الحرارة ودرجة الحرارة ؟

جدول : يوضح الفرق بين الحرارة ودرجة الحرارة كما يأتي :

وجه المقارنة	الحرارة	درجة الحرارة
التعريف	هي طاقة تنتقل من جسم إلى آخر نتيجة للاختلاف في درجة حرار الجسمين	هي مقياس لشدة حرارة أو برودة الأجسام
الجهاز المستخدم للقياس	المسعرات	الترمومترات
وحدة القياس	الجول	الدرجة المئوية أو الكلفن أوالفهرنهايت