الحرارة النوعية هي كمية الطاقة المطلوبة لرفع درجة مئوية واحدة من جرام واحد من مادة نقية. تعتمد الحرارة النوعية للمادة على هيكلها الجزيئي ومرحلتها. أدى اكتشاف الحرارة النوعية إلى إحياء دراسة الديناميكا الحرارية ، ودراسة تغيرات الطاقة من خلال الحرارة وعمل النظام. تُستخدم الحرارة المحددة والديناميكا الحرارية على نطاق واسع في الكيمياء والهندسة النووية والديناميكا الهوائية ، وكذلك في الحياة اليومية في مشعات السيارات وأنظمة التبريد. إذا كنت تريد معرفة كيفية حساب الحرارة النوعية ، فما عليك سوى اتباع هذه الخطوات.
خطوة
طريقة 1 من 2: تعلم الأساسيات
الخطوة 1. فهم المصطلحات المستخدمة لحساب درجات حرارة معينة
من المهم أن تفهم المصطلحات المستخدمة لحساب درجات حرارة معينة قبل أن تتعلم صيغة درجات الحرارة المحددة. يجب أن تعرف كيفية التمييز بين رموز كل مصطلح وفهم معناها. فيما يلي بعض المصطلحات التي تُستخدم غالبًا في المعادلات لحساب الحرارة النوعية لمادة ما:
-
تمثل دلتا ، أو الرمز ، تغييرًا في متغير.
على سبيل المثال ، إذا كانت درجة الحرارة الأولية (T1) هي 150 درجة مئوية ، ودرجة الحرارة الثانية (T2) هي 20 درجة مئوية ، فإن T ، أو التغير في درجة الحرارة ، يمثل 150 درجة مئوية - 20 درجة مئوية ، أو 130 درجة مئوية
- يتم الإشارة إلى كتلة المادة بواسطة m.
- يتم الإشارة إلى كمية الحرارة بواسطة Q. يُشار إلى كمية الحرارة بوحدات J أو Joule.
- T هي درجة حرارة المادة.
- يتم الإشارة إلى الحرارة النوعية بواسطة Cص.
الخطوة الثانية: دراسة المعادلات الخاصة بالحرارة النوعية
إذا كنت معتادًا على المصطلحات المستخدمة لحساب الحرارة النوعية ، يجب أن تدرس المعادلة للعثور على الحرارة النوعية لمادة ما. الصيغة هي: جص = س / مΔت.
-
يمكنك تغيير هذه الصيغة إذا كنت تريد إيجاد التغير في الحرارة بدلًا من الحرارة النوعية. ستبدو الصيغة كما يلي:
س = مولوديةصتي
الطريقة 2 من 2: حساب الحرارة النوعية
الخطوة 1. دراسة المعادلات
أولاً ، عليك إلقاء نظرة على المعادلة لمعرفة ما عليك القيام به لإيجاد الحرارة المحددة. ألقِ نظرة على هذه المشكلة: ابحث عن الحرارة النوعية لـ 350 جم من مادة غير معروفة إذا أعطيت حرارة 34700 جول ، وارتفعت درجة حرارتها من 22 درجة مئوية إلى 173 درجة مئوية دون تغيير في الطور.
الخطوة 2. اكتب العوامل المعروفة وغير المعروفة
إذا كنت قد فهمت المشكلة بالفعل ، يمكنك كتابة المتغيرات المعروفة وغير المعروفة لمعرفة ما تفعله بشكل أفضل. هيريس كيفية القيام بذلك:
- م = 350 جم
- س = 34700 جول
- T = 173 درجة مئوية - 22 درجة مئوية = 151 درجة مئوية
- جص = غير معروف
الخطوة 3. أدخل العوامل المعروفة في المعادلة
أنت تعرف بالفعل قيمة جميع المتغيرات باستثناء Cص ، لذلك عليك أن تعوض بالقيم الأخرى في المعادلة الأصلية وتجد جص إليك كيف تفعل ذلك:
- المعادلة الأولية: جص = س / مΔت
- ج = 34700 جول / (350 جم × 151 درجة مئوية)
الخطوة 4. حل المعادلة
نظرًا لأنك قمت بالفعل بإدراج العوامل المعروفة في المعادلة ، فما عليك سوى استخدام العمليات الحسابية البسيطة لحلها. الحرارة النوعية ، أو الناتج النهائي ، هي 0.65657521286 J / (g x C).
- جص = 34700 جول / (350 جم × 151 درجة مئوية)
- جص = 34700 جول / (52850 جم × ج)
- جص = 0، 65657521286 جول / (ج × ج)
نصائح
- وحدة SI (النظام الدولي) للحرارة النوعية هي جول لكل درجة مئوية لكل جرام.
- يسخن المعدن أسرع من الماء بسبب حرارته المنخفضة النوعية.
- تستخدم المسعرات أحيانًا لنقل الحرارة عند حدوث تغيير فيزيائي أو كيميائي.
- عند البحث عن درجات حرارة معينة ، اشطب الوحدات التي يمكن شطبها.
- يمكن البحث عن درجات حرارة محددة للعديد من العناصر عبر الإنترنت للتحقق من عملك.
- يكون التغير في درجة حرارة المواد ذات الحرارة النوعية المنخفضة أكبر من التغير في درجة حرارة المواد الأخرى إذا كانت جميع الأشياء الأخرى متساوية.
- تعلم معادلة إيجاد الحرارة النوعية للطعام. جص = 4،180 x w + 1،711 x p + 1،928 x f + 1،547 x c + 0، 908 x a هي المعادلة المستخدمة لإيجاد الحرارة النوعية للطعام حيث w هي النسبة المئوية للماء في الطعام ، و p هي النسبة المئوية للبروتين في الطعام ، و f هي النسبة المئوية للدهون في الطعام ، و c هي النسبة المئوية للكربوهيدرات في الطعام الغذاء ، وهي النسبة المئوية للمعادن في الطعام. تأخذ هذه المعادلة في الاعتبار نسبة الكتلة (x) لجميع مكونات الطعام. تتم كتابة حساب الحرارة النوعية بوحدات kJ / (kg-K).
