تعريف حرارة محددة

يستخدم مفهوم الحرارة النوعية في مجال الفيزياء مع الإشارة إلى الحرارة المطلوبة بواسطة مادة لكل وحدة كتلة لتحقيق زيادة في درجة حرارتها بمقدار درجة واحدة مئوية .

حرارة محددة

من أجل فهم الفكرة ، يجب أن يكون لدينا عدة أفكار واضحة. يطلق عليه الحرارة ، في سياق الفيزياء ، الطاقة التي تنتقل من جسم إلى آخر ، مما يتسبب في تغيرات في الحالة وتمدد. الكتلة ، من ناحية أخرى ، هي كمية فيزيائية تشير إلى كمية المادة الموجودة في الجسم. درجة الحرارة ، في النهاية ، هي كمية فيزيائية أخرى ، في هذه الحالة موجهة إلى مستوى الحرارة التي توجد بها البيئة أو الجسم.

إذا أخذنا هذه المفاهيم وربطها بالتعريف الذي ذكرناه في الفقرة الأولى ، يمكننا أن نلاحظ أن الحرارة النوعية هي الطاقة التي تحتاج إليها وحدة الكتلة من المادة لزيادة درجة حرارتها بمقدار درجة مئوية واحدة.

عادة ما ترتبط الحرارة النوعية ، التي يمكن تمثيلها بالحرف الصغير C ( c ) ، بالحرارة الأولية للمادة. إنها خاصية مكثفة للمادة : فهي لا تتعلق بكميتها أو حجمها.

عندما تنمو الحرارة النوعية للمادة ، هناك حاجة إلى كمية أكبر من الحرارة لتحقيق زيادة في درجة الحرارة . إذا أخذنا حالة المواد في حالة غازية ، يمكننا أن نلاحظ أن النيتروجين لديه حرارة كتلة أعلى من الأكسجين . لذلك هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة لتحقيق زيادة الحرارة في كتلة وحدة النيتروجين من الأكسجين.

تم العثور على أصل تسمية هذا المفهوم في التحقيقات التي أجراها الفيزيائي الاسكتلندي جوزيف بلاك ، الذي قام بتجارب مختلفة في السعرات الحرارية وصاغ عبارة " القدرة على الحرارة". من الناحية الأخرى ، فإن الكالوريات هي فرع الفيزياء الذي يهدف إلى قياس الحرارة في تغيير الحالة أو تفاعل كيميائي باستخدام أداة تعرف باسم المسعر .

من المهم أن نضع في اعتبارنا أن جوزيف بلاك ولد في عام 1728 وأنه توفي قبل عام من بداية القرن التاسع عشر ، بحيث أن الرؤية التي كان العلم من هذه الظواهر وغيرها تختلف كثيرا عن الحالية. على سبيل المثال ، تم أخذ الديناميكا الحرارية والميكانيكا كعلم مستقل ، وهذا يقودنا إلى الاعتقاد بأن مصطلح "الحرارة النوعية" ، الذي تم تصميمه في ذلك الوقت ، لا يتماشى مع الأفكار العلمية الحالية. ومع ذلك ، فمنذ أن ترسخت في المجتمع ، استمروا في استخدامه دون تعديله.

فيما يتعلق بالمعادلات التي يجب أن نستخدمها لحساب قيمة الحرارة المحددة ، يمكننا القول أن متوسط ​​السعة الحرارية المحددة (التي يمثلها الرمز المقابل) يتوافق مع فاصل درجة الحرارة المحدد كما يلي: ĉ = Q / ميت .

يمثل المتغير Q الطاقة التي يتم نقلها بين نظامين أو بين واحد ومحيطه ، في شكل حرارة. م ، من ناحية أخرى ، يتوافق مع كتلة النظام (إذا كنا نتعامل مع الحرارة المولية المحددة ، فيجب أن نستخدم الحرف n ). وأخيراً ، هناك درجة حرارة الدلتا ( ΔT ) ، أي زيادة درجة الحرارة التي تعبر النظام. يجب ألا ننسى أن المتغيرين اللذين يتم العثور عليهما بعد علامة القسمة يجب أن يضاعفا بعضهما البعض ( m من ΔT ).

في الهندسة ، عادة ما يكون لقياس حرارة معينة كمية المادة التي تحتويها ، سواء بالكيلوغرام أو بالغرام . في الكيمياء ، من ناحية أخرى ، فإنه من المناسب استخدام وحدة مول .

موصى به