السعة الحرارية النوعية لمادة ما وفقًا للرسم البياني. السعة الحرارية النوعية للغازات والأبخرة
محول الطول والمسافة محول الكتلة للطعام السائب ومحول حجم الطعام محول المساحة ووحدات الوصفة محول درجة الحرارة الضغط والإجهاد ومحول معامل يونغ محول الطاقة والعمل محول الطاقة محول الوقت محول السرعة الخطية محول الزاوية المسطحة الكفاءة الحرارية وعدد كفاءة الوقود محول إلى أنظمة مختلفةحساب التفاضل والتكامل محول وحدات قياس كمية المعلومات أسعار الصرف الأحجام ملابس نسائيةوأحجام الأحذية للملابس والأحذية الرجالية السرعة الزاوية ومحول السرعة محول التسارع محول التسارع الزاوي محول الكثافة محول الحجم الخاص محول لحظة القصور الذاتي محول القوة محول عزم الدوران حرارة نوعيةالاحتراق (بالكتلة) كثافة الطاقة والحرارة النوعية للاحتراق (بالحجم) محول محول فرق درجة الحرارة محول معامل التمدد الحراري محول المقاومة الحرارية محول الموصلية الحرارية محول السعة الحرارية الخاصة التعرض للطاقة ومحول طاقة الإشعاع الحراري محول كثافة التدفق الحراري محول معامل نقل الحرارة الحجم محول التدفق محول التدفق الشامل محول التدفق المولي محول كثافة التدفق الشامل محول التركيز المولي المحلول الشامل محول الكتلة محول اللزوجة الديناميكية (المطلقة) محول اللزوجة الحركية محول التوتر السطحي محول نفاذية البخار محول سرعة نقل البخار محول مستوى الصوت محول حساسية الميكروفون مستوى ضغط الصوت (SPL) محول) محول مستوى ضغط الصوت مع ضغط مرجعي قابل للتحديد محول السطوع محول شدة الضوء محول الإضاءة محول دقة رسومات الكمبيوتر التردد ومحول الطول الموجي الطاقة في الديوبتر والبعد البؤري الطاقة في الديوبتر وتكبير العدسة (×) محول الشحنة الكهربائيةمحول كثافة الشحن الخطي محول كثافة الشحن السطحي محول كثافة الشحن التيار الكهربائيمحول كثافة التيار الخطي محول الجهد الحالي لكثافة السطح الحقل الكهربائيمحول الجهد والجهد الكهروستاتيكي محول المقاومة الكهربائية محول المقاومة الكهربائية محول الموصلية الكهربائية محول الموصلية الكهربائية محول الحث السعة محول قياس السلك الأمريكي مستويات المحول في dBm (dBm أو dBm) و dBV (dBV) والواط وما إلى ذلك التوتر حقل مغناطيسيمحول الفيض المغناطيسيإشعاع محول الحث المغناطيسي. الإشعاع المؤين الممتص معدل الجرعة الإشعاعية. إشعاع محول الاضمحلال المشع. إشعاع محول جرعة التعرض. محول الجرعات الممتصة العشري محول البادئة نقل البيانات الطباعة وتحويل وحدة معالجة الصور محول وحدة حجم الأخشاب النظام الدوريالعناصر الكيميائية D. I. Mendeleev
القيمة البدائية
القيمة المحولة
جول لكل كيلوغرام لكل كيلفن جول لكل كيلوغرام لكل درجة مئوية جول لكل جرام لكل كيلوجول درجة مئوية لكل كيلوجرام لكل كيلوجول كلفن لكل كيلوجرام لكل سعر حراري (IT) لكل جرام لكل درجة مئوية من السعرات الحرارية (IT) لكل جرام لكل درجة فهرنهايت من السعرات الحرارية (Th. ) لكل كيلوغرام لكل درجة مئوية كيلو كالوري (th.) لكل كيلوغرام لكل درجة مئوية كالوري (th.) لكل كيلوغرام لكل كيلفن كيلوكالوري (th.) لكل كيلوغرام لكل كيلفن كيلفن لكل كيلفن رطل- قوة القدم لكل رطل لكل درجة رانكين وحدة حرارية بريطانية (th) لكل رطل لكل درجة فهرنهايت (th) لكل رطل لكل درجة فهرنهايت وحدة حرارية بريطانية (th) لكل رطل لكل درجة رانكين وحدة حرارية بريطانية (th) لكل رطل لكل درجة رانكين وحدة حرارية بريطانية (IT) لكل رطل لكل درجة مئوية دافئة الوحدات لكل رطل لكل درجة مئوية
تركيز الكتلة في المحلول
المزيد عن السعة الحرارية المحددة
معلومات عامة
تتحرك الجزيئات تحت تأثير الحرارة - تسمى هذه الحركة الانتشار الجزيئي. كلما ارتفعت درجة حرارة المادة ، زادت سرعة حركة الجزيئات وحدث انتشار أكثر كثافة. لا تتأثر حركة الجزيئات بدرجة الحرارة فحسب ، بل تتأثر أيضًا بالضغط ولزوجة المادة وتركيزها ومقاومة الانتشار والمسافة التي تقطعها الجزيئات أثناء حركتها وكتلتها. على سبيل المثال ، إذا قارنا كيفية حدوث عملية الانتشار في الماء وفي العسل ، عندما تكون جميع المتغيرات الأخرى ، باستثناء اللزوجة ، متساوية ، فمن الواضح أن الجزيئات في الماء تتحرك وتنتشر بشكل أسرع من العسل ، حيث أن العسل يحتوي على لزوجة أعلى.
تحتاج الجزيئات إلى طاقة لكي تتحرك ، وكلما زادت سرعة حركتها ، زادت الطاقة التي تحتاجها. الحرارة هي أحد أنواع الطاقة المستخدمة في هذه الحالة. أي إذا تم الحفاظ على درجة حرارة معينة في مادة ما ، فإن الجزيئات سوف تتحرك ، وإذا زادت درجة الحرارة ، فسوف تتسارع الحركة. على سبيل المثال ، يتم الحصول على الطاقة على شكل حرارة عن طريق حرق الوقود غاز طبيعيأو الفحم أو الخشب. إذا تم تسخين العديد من المواد باستخدام نفس كمية الطاقة ، فمن المحتمل أن تسخن بعض المواد بشكل أسرع من غيرها بسبب الانتشار المكثف. تصف السعة الحرارية والسعة الحرارية النوعية هذه الخصائص فقط للمواد.
حرارة نوعيةيحدد مقدار الطاقة (أي الحرارة) المطلوبة لتغيير درجة حرارة جسم أو مادة ذات كتلة معينة بمقدار معين. هذه الخاصية مختلفة عن السعة الحرارية، والتي تحدد كمية الطاقة المطلوبة لتغيير درجة حرارة الجسم أو المادة بأكملها إلى درجة حرارة معينة. حسابات السعة الحرارية ، على عكس السعة الحرارية المحددة ، لا تأخذ في الاعتبار الكتلة. يتم حساب السعة الحرارية والسعة الحرارية النوعية فقط للمواد والأجسام في حالة تراكم مستقرة ، على سبيل المثال ، للمواد الصلبة. تتناول هذه المقالة كلا هذين المفهومين ، لأنهما مترابطان.
السعة الحرارية والسعة الحرارية النوعية للمواد والمواد
المعادن
تمتلك المعادن بنية جزيئية قوية جدًا ، نظرًا لأن المسافة بين الجزيئات في المعادن والمواد الصلبة الأخرى أصغر بكثير منها في السوائل والغازات. نتيجة لذلك ، لا يمكن للجزيئات أن تتحرك إلا لمسافات صغيرة جدًا ، وبالتالي ، من أجل جعلها تتحرك بسرعة أعلى ، هناك حاجة إلى طاقة أقل بكثير من جزيئات السوائل والغازات. بسبب هذه الخاصية ، فإن سعتها الحرارية النوعية منخفضة. هذا يعني أنه من السهل جدًا رفع درجة حرارة المعدن.
ماء
من ناحية أخرى ، يتمتع الماء بسعة حرارية عالية جدًا ، حتى بالمقارنة مع السوائل الأخرى ، لذلك فإنه يتطلب طاقة أكبر بكثير لتسخين وحدة واحدة من كتلة الماء بدرجة واحدة ، مقارنة بالمواد التي تكون سعتها الحرارية النوعية أقل. يتمتع الماء بقدرة حرارية عالية بسبب الروابط القوية بين ذرات الهيدروجين في جزيء الماء.
الماء هو أحد المكونات الرئيسية لجميع الكائنات الحية والنباتات على الأرض ، وبالتالي تلعب السعة الحرارية المحددة له دور كبيرمن أجل الحياة على كوكبنا. بسبب السعة الحرارية العالية للماء ، تتغير درجة حرارة السائل في النباتات ودرجة حرارة سائل التجويف في جسم الحيوانات قليلاً حتى في الأيام شديدة البرودة أو شديدة الحرارة.
يوفر الماء نظام القوت النظام الحراريفي كل من الحيوانات والنباتات ، وعلى سطح الأرض ككل. جزء كبير من كوكبنا مغطى بالمياه ، لذلك فإن الماء يلعب دورًا كبيرًا في تنظيم الطقس والمناخ. حتى مع وجود كمية كبيرة من الحرارة الناتجة عن تأثير الإشعاع الشمسي على سطح الأرض ، تزداد درجة حرارة الماء في المحيطات والبحار والأجسام المائية الأخرى تدريجياً ، كما تتغير درجة الحرارة المحيطة ببطء. من ناحية أخرى ، فإن التأثير على درجة حرارة شدة الحرارة من الإشعاع الشمسي كبير على الكواكب حيث لا توجد أسطح كبيرة مغطاة بالمياه ، مثل الأرض ، أو في مناطق من الأرض حيث المياه شحيحة. هذا ملحوظ بشكل خاص عند النظر إلى الفرق بين درجات الحرارة ليلا ونهارا. لذلك ، على سبيل المثال ، بالقرب من المحيط ، يكون الفرق بين درجات الحرارة ليلاً ونهارًا صغيرًا ، لكنه ضخم في الصحراء.
تعني السعة الحرارية العالية للماء أيضًا أن الماء لا يسخن ببطء فحسب ، بل يبرد أيضًا ببطء. بسبب هذه الخاصية ، غالبًا ما يستخدم الماء كمبرد ، أي كمبرد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام المياه مفيد بسبب انخفاض سعره. في البلدان ذات المناخ البارد ماء ساخنيدور في أنابيب للتدفئة. يخلط مع الإيثيلين جلايكول ويستخدم في مشعات السيارة لتبريد المحرك. تسمى هذه السوائل بالتجمد. السعة الحرارية لجليكول الإيثيلين أقل من السعة الحرارية للماء ، وبالتالي فإن السعة الحرارية لمثل هذا الخليط أقل أيضًا ، مما يعني أن كفاءة نظام التبريد مع مانع التجمد أقل أيضًا من أنظمة الماء. ولكن يجب تحمل ذلك ، لأن جلايكول الإيثيلين لا يسمح بتجمد الماء في الشتاء ويتلف قنوات نظام تبريد السيارة. يضاف المزيد من جلايكول الإيثيلين إلى المبردات المصممة للمناخات الباردة.
السعة الحرارية في الحياة اليومية
عند تساوي الأشياء الأخرى ، تحدد السعة الحرارية للمواد مدى سرعة تسخينها. كلما زادت السعة الحرارية ، زادت الطاقة اللازمة لتسخين هذه المادة. بمعنى ، إذا تم تسخين مادتين بقدرات حرارية مختلفة بنفس كمية الحرارة وتحت نفس الظروف ، فإن المادة ذات السعة الحرارية المنخفضة سوف تسخن بشكل أسرع. المواد ذات السعة الحرارية العالية ، على العكس من ذلك ، تسخن وتعطي الحرارة مرة أخرى بيئةأبطأ.
أواني المطبخ وأوانيه
غالبًا ما نختار مواد للأطباق و أدوات المطبخبناء على قدرتها الحرارية. ينطبق هذا بشكل أساسي على العناصر التي تكون على اتصال مباشر بالحرارة ، مثل الأواني والأطباق وأطباق الخبز والأواني المماثلة الأخرى. على سبيل المثال ، بالنسبة للأواني والمقالي ، من الأفضل استخدام مواد ذات سعة حرارية منخفضة ، مثل المعادن. يساعد ذلك في نقل الحرارة بسهولة وسرعة أكبر من السخان عبر القدر إلى الطعام ويسرع عملية الطهي.
من ناحية أخرى ، نظرًا لأن المواد ذات السعة الحرارية العالية تحتفظ بالحرارة لفترة طويلة ، فمن الجيد استخدامها للعزل ، أي عندما يكون من الضروري الحفاظ على حرارة المنتجات ومنعها من الهروب إلى البيئة أو على العكس لمنع حرارة الغرفة من تسخين المنتجات المبردة. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام هذه المواد في الأطباق والأكواب التي يتم فيها تقديم الأطعمة والمشروبات الساخنة أو الباردة جدًا. فهي لا تساعد فقط في الحفاظ على درجة حرارة المنتج ، ولكن أيضًا تمنع الأشخاص من التعرض للحرق. الأطباق المصنوعة من السيراميك والبوليسترين الممدد - أمثلة جيدةاستخدام مثل هذه المواد.
أغذية عازلة للحرارة
اعتمادًا على عدد من العوامل ، مثل محتوى الماء والدهون في المنتجات ، يمكن أن تختلف السعة الحرارية والقدرة الحرارية النوعية. في الطبخ ، تتيح معرفة السعة الحرارية للأطعمة استخدام بعض الأطعمة للعزل. إذا قمت بتغطية طعام آخر بمواد عازلة ، فسوف يساعدون هذا الطعام على الاحتفاظ بالدفء لفترة أطول تحته. إذا كانت الأطباق الموجودة تحت هذه المنتجات العازلة للحرارة ذات سعة حرارية عالية ، فإنها تطلق الحرارة ببطء في البيئة على أي حال. بعد أن يتم تسخينهم جيدًا ، يفقدون الحرارة والماء بشكل أبطأ بفضل المنتجات العازلة الموجودة في الأعلى. لذلك ، تظل ساخنة لفترة أطول.
مثال على منتج عازل للحرارة هو الجبن ، خاصة على البيتزا والأطباق المماثلة الأخرى. وإلى أن يذوب ، فإنه يسمح بمرور بخار الماء ، مما يسمح للطعام تحته بالتبريد بسرعة ، حيث يتبخر الماء الذي يحتوي عليه ويبرد الطعام الذي يحتوي عليه. يغطي الجبن المذاب سطح الطبق ويعزل الطعام تحته. غالبًا ما تكون الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الماء تحت الجبن ، مثل الصلصات والخضروات. وبسبب هذا ، فهي تتمتع بسعة حرارية عالية وتبقى دافئة لفترة طويلة ، خاصةً لأنها تحت الجبن المذاب ، الذي لا يطلق بخار الماء إلى الخارج. هذا هو السبب في أن البيتزا الخارجة من الفرن ساخنة للغاية بحيث يمكنك بسهولة حرق نفسك بالصلصة أو الخضار ، حتى عندما يبرد العجين حول الأطراف. لا يبرد سطح البيتزا تحت الجبن لفترة طويلة ، مما يجعل من الممكن توصيل البيتزا إلى منزلك في كيس حراري معزول جيدًا.
تستخدم بعض الوصفات الصلصات بنفس طريقة استخدام الجبن لعزل الطعام تحتها. كلما زاد محتوى الدهون في الصلصة ، كان عزل المنتجات أفضل - الصلصات القائمة على الزبدة أو الكريمة جيدة بشكل خاص في هذه الحالة. هذا يرجع مرة أخرى إلى حقيقة أن الدهون تمنع تبخر الماء ، وبالتالي ، إزالة الحرارة اللازمة للتبخر.
في الطهي ، تُستخدم أحيانًا المواد غير المناسبة للطعام للعزل الحراري. غالبًا ما يستخدم الطهاة في أمريكا الوسطى والفلبين والهند وتايلاند وفيتنام والعديد من البلدان الأخرى أوراق الموز لهذا الغرض. لا يمكن جمعها في الحديقة فحسب ، بل يمكن شراؤها أيضًا في متجر أو في السوق - بل يتم استيرادها لهذا الغرض في البلدان التي لا يُزرع فيها الموز. في بعض الأحيان يتم استخدام رقائق الألومنيوم لأغراض العزل. فهو لا يمنع الماء من التبخر فحسب ، بل يساعد أيضًا في الحفاظ على الحرارة بالداخل عن طريق منع انتقال الحرارة في شكل إشعاع. إذا قمت بلف الأجنحة والأجزاء البارزة الأخرى من الطائر بورق الألمنيوم عند الخبز ، فإن الرقاقة ستمنعها من السخونة الزائدة والحرق.
طهي الطعام
الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الدهون ، مثل الجبن ، لها سعة حرارية منخفضة. إنها تسخن بطاقة أقل من المنتجات ذات السعة الحرارية العالية وتصل إلى درجات حرارة عالية بما يكفي لحدوث تفاعل Maillard. رد فعل ميلارد تفاعل كيميائي، والذي يحدث بين السكريات والأحماض الأمينية ، ويغير طعم و مظهرمنتجات. رد الفعل هذا مهم في بعض طرق الطهي ، مثل خبز الخبز و الحلوياتمن الدقيق ومنتجات الخبز في الفرن وكذلك للقلي. لزيادة درجة حرارة الطعام إلى درجة الحرارة التي يحدث عندها هذا التفاعل ، يتم استخدام الأطعمة الغنية بالدهون في الطهي.
السكر في الطبخ
السعة الحرارية النوعية للسكر أقل من تلك الخاصة بالدهون. نظرًا لأن السكر يسخن بسرعة إلى درجات حرارة أعلى من درجة غليان الماء ، فإن العمل معه في المطبخ يتطلب احتياطات السلامة ، خاصة عند صنع الكراميل أو الحلويات. يجب توخي الحذر الشديد عند إذابة السكر لتجنب انسكابه على الجلد العاري ، حيث تصل درجة حرارة السكر إلى 175 درجة مئوية (350 درجة فهرنهايت) وسيكون الحرق من السكر المذاب شديدًا جدًا. في بعض الحالات ، من الضروري التحقق من تناسق السكر ، لكن لا يجب فعل ذلك بأيدي عارية إذا تم تسخين السكر. غالبًا ما ينسى الناس مدى السرعة وكمية السكر التي يمكن أن ترتفع درجة حرارتها ، ولهذا السبب يتم حرقهم. اعتمادًا على الغرض من السكر المذاب ، يمكن التحقق من اتساقها ودرجة حرارتها باستخدام ماء باردكما هو موضح أدناه.
تتغير خصائص السكر وشراب السكر تبعًا لدرجة الحرارة التي يُطهى عندها. يمكن أن يكون شراب السكر الساخن رقيقًا ، مثل أنحف العسل ، أو سميكًا ، أو في مكان ما بين الرقيق والسميك. عادة لا تحدد وصفات الحلويات والكراميل والصلصات الحلوة درجة الحرارة التي يجب تسخين السكر أو الشراب عندها فحسب ، بل تحدد أيضًا مرحلة الصلابة في السكر ، مثل مرحلة "الكرة الناعمة" أو مرحلة "الكرة الصلبة". يتوافق اسم كل مرحلة مع تناسق السكر. لتحديد الاتساق ، يسقط الحلواني بضع قطرات من الشراب في الماء المثلج لتبريدها. بعد ذلك ، يتم فحص الاتساق عن طريق اللمس. لذلك ، على سبيل المثال ، إذا كان الشراب المبرد كثيفًا ، لكنه لا يتصلب ، لكنه ظل طريًا ويمكنك صنع كرة منه ، فيُعتبر أن الشراب في مرحلة "الكرة الناعمة". إذا كان شكل الشراب المجمد صعبًا للغاية ، ولكن لا يزال من الممكن تغييره يدويًا ، فهو في مرحلة "الكرة الصلبة". غالبًا ما يستخدم الحلوانيون مقياس حرارة الطعام ويتحققون أيضًا من تناسق السكر يدويًا.
سلامة الغذاء
بمعرفة السعة الحرارية للأطعمة ، يمكنك تحديد المدة التي يجب تبريدها أو تسخينها للوصول إلى درجة حرارة لا تفسد عندها وتموت البكتيريا الضارة بالجسم. على سبيل المثال ، للوصول إلى درجة حرارة معينة ، تستغرق الأطعمة ذات السعة الحرارية العالية وقتًا أطول حتى تبرد أو تسخن مقارنة بالأطعمة ذات السعة الحرارية المنخفضة. أي أن مدة طهي الطبق تعتمد على المنتجات المدرجة فيه ، وكذلك على مدى سرعة تبخر الماء منه. التبخر مهم لأنه يتطلب الكثير من الطاقة. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام مقياس حرارة الطعام للتحقق من درجة حرارة الطبق أو الطعام الموجود فيه. من الملائم استخدامه بشكل خاص أثناء تحضير الأسماك واللحوم والدواجن.
أفران ميكروويف
مدى كفاءة تسخين الطعام في فرن الميكروويف يعتمد ، من بين عوامل أخرى ، على الحرارة النوعية للطعام. يتسبب إشعاع الميكروويف الناتج عن مغنطرون فرن الميكروويف في تحرك جزيئات الماء والدهون وبعض المواد الأخرى بشكل أسرع ، مما يؤدي إلى تسخين الطعام. من السهل تحريك جزيئات الدهون بسبب قدرتها الحرارية المنخفضة ، وبالتالي يتم تسخين الأطعمة الدهنية إلى المزيد درجات حرارة عاليةمن الطعام الذي يحتوي على الكثير من الماء. قد تكون درجة الحرارة التي تم الوصول إليها عالية جدًا بحيث تكون كافية لتفاعل Maillard. المنتجات ذات المحتوى المائي العالي لا تصل إلى درجات الحرارة هذه بسبب السعة الحرارية العالية للماء ، وبالتالي لا يحدث تفاعل Maillard فيها.
يمكن أن تتسبب درجات الحرارة المرتفعة التي تصل إليها دهون الميكروويف في طهي بعض الأطعمة ، مثل لحم الخنزير المقدد ، ولكن درجات الحرارة هذه يمكن أن تكون خطيرة عند استخدامها. أفران الميكروويفخاصة إذا كنت لا تتبع قواعد استخدام الفرن الموضحة في دليل التعليمات. على سبيل المثال ، عند إعادة تسخين أو طهي الأطعمة الدهنية في الفرن ، يجب ألا تستخدم الأواني البلاستيكية ، حتى أواني الميكروويف ليست مصممة لدرجة الحرارة التي تصل إليها الدهون. كذلك لا تنسى أن الأطعمة الدهنية شديدة السخونة ، وتناولها بعناية حتى لا تحرق نفسك.
السعة الحرارية النوعية للمواد المستخدمة في الحياة اليومية
هل تجد صعوبة في ترجمة وحدات القياس من لغة إلى أخرى؟ الزملاء على استعداد لمساعدتك. انشر سؤالاً في TCTermsوستتلقى إجابة في غضون بضع دقائق.
يتغير الطاقة الداخليةمن خلال القيام بعمل يتميز بكمية العمل ، أي. العمل هو مقياس للتغيير في الطاقة الداخلية في هذه العملية. يتميز التغير في الطاقة الداخلية للجسم أثناء انتقال الحرارة بكمية تسمى كمية الحرارة.
هو التغير في الطاقة الداخلية للجسم في عملية نقل الحرارة دون القيام بأي عمل. يتم الإشارة إلى مقدار الحرارة بالحرف س .
يتم قياس العمل والطاقة الداخلية وكمية الحرارة بنفس الوحدات - جول ( ي) ، مثل أي شكل آخر من أشكال الطاقة.
في القياسات الحرارية ، وحدة خاصة للطاقة ، السعرات الحرارية ( البراز)، يساوي كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة 1 جرام من الماء بمقدار 1 درجة مئوية (بتعبير أدق ، من 19.5 إلى 20.5 درجة مئوية). تستخدم هذه الوحدة ، على وجه الخصوص ، حاليًا في حساب استهلاك الحرارة (الطاقة الحرارية) في المباني السكنية. تجريبيًا ، تم إنشاء المكافئ الميكانيكي للحرارة - النسبة بين السعرات الحرارية والجول: 1 كال = 4.2 جول.
عندما ينقل الجسم كمية معينة من الحرارة دون القيام بأي عمل ، تزداد طاقته الداخلية ، وإذا أطلق الجسم كمية معينة من الحرارة ، فإن طاقته الداخلية تنخفض.
إذا صببت 100 جرام من الماء في وعاءين متطابقين ، و 400 جرام في وعاء آخر بنفس درجة الحرارة ووضعتهما على نفس الشعلات ، فإن الماء في الوعاء الأول سيغلي في وقت مبكر. وبالتالي ، كلما زادت كتلة الجسم ، فإن كمية كبيرةيحتاج إلى حرارة للتسخين. الشيء نفسه ينطبق على التبريد.
تعتمد كمية الحرارة المطلوبة لتسخين الجسم أيضًا على نوع المادة التي يتكون منها هذا الجسم. هذا الاعتماد على كمية الحرارة المطلوبة لتسخين الجسم على نوع المادة يتميز بكمية فيزيائية تسمى السعة الحرارية محددة مواد.
- هذه كمية فيزيائية مساوية لكمية الحرارة التي يجب الإبلاغ عنها بمقدار 1 كجم من المادة لتسخينها بمقدار 1 درجة مئوية (أو 1 كلفن). تنبعث نفس الكمية من الحرارة بمقدار 1 كجم من مادة عند تبريدها بمقدار 1 درجة مئوية.
حرارة نوعيةتدل عليها الرسالة مع. وحدة السعة الحرارية النوعية هي 1 جول / كجم درجة مئويةأو 1 جول / كجم درجة كلفن.
يتم تحديد قيم السعة الحرارية النوعية للمواد بشكل تجريبي. السوائل ذات سعة حرارية أعلى من المعادن ؛ يحتوي الماء على أعلى سعة حرارية محددة ، والذهب لديه سعة حرارية صغيرة جدًا.
نظرًا لأن كمية الحرارة تساوي التغير في الطاقة الداخلية للجسم ، يمكننا القول أن السعة الحرارية المحددة توضح مقدار تغير الطاقة الداخلية 1 كجمالمادة عندما تتغير درجة حرارتها 1 درجة مئوية. على وجه الخصوص ، تزداد الطاقة الداخلية بمقدار 1 كجم من الرصاص ، عند تسخينه بمقدار 1 درجة مئوية ، بمقدار 140 جول ، وعندما يتم تبريده ، تقل بمقدار 140 ج.
سالمطلوبة لتسخين كتلة الجسم مدرجة حرارة ر 1 درجة مئويةتصل إلى درجة الحرارة ر 2 درجة مئوية، يساوي ناتج السعة الحرارية النوعية للمادة وكتلة الجسم والفرق بين درجات الحرارة النهائية والأولية ، أيس \ u003d ج ∙ م (ر 2 - ر 1)
وفقًا لنفس الصيغة ، يتم أيضًا حساب كمية الحرارة التي يطلقها الجسم عند تبريده. فقط في هذه الحالة يجب طرح درجة الحرارة النهائية من درجة الحرارة الأولية ، أي اطرح درجة الحرارة الأصغر من درجة الحرارة الأكبر.
هذا ملخص عن الموضوع. "كمية الحرارة. حرارة نوعية". اختر الخطوات التالية:
- انتقل إلى الملخص التالي:
في درس اليوم ، سوف نقدم مفهومًا فيزيائيًا مثل السعة الحرارية النوعية للمادة. نحن نعلم أن ذلك يعتمد على الخواص الكيميائيةالمواد 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 حرارية- 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 التأثيرات بيئة خارجيةفي 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 من قبل ، المعنى الماديتعني هذه القيمة للسعة الحرارية المحددة 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.
قائمةالأدب
- جيندنشتاين إل إي ، كايدالوف أ.ب. ، كوزيفنيكوف ف.ب. / إد. Orlova V.A.، Roizena I.I. الفيزياء 8. - م: Mnemosyne.
- Peryshkin A.V. الفيزياء 8. - م: بوستارد ، 2010.
- فاديفا أ.أ ، زاسوف أ.ف. ، كيسيليف د. الفيزياء 8. - م: التنوير.
- بوابة الإنترنت "vactekh-holod.ru" ()
العمل في المنزل
السعة الحرارية النوعية هي الطاقة المطلوبة لزيادة درجة حرارة 1 جرام من مادة نقية بمقدار 1 درجة. تعتمد المعلمة على التركيب الكيميائيوحالة التجمع: غازي أو سائل أو صلب. بعد اكتشافه ، بدأت جولة جديدة من تطوير الديناميكا الحرارية ، علم عمليات انتقال الطاقة التي تتعلق بالحرارة وعمل النظام.
عادة، يتم استخدام السعة الحرارية المحددة وأساسيات الديناميكا الحرارية في التصنيعمشعات وأنظمة مصممة لتبريد المركبات ، وكذلك في الكيمياء والهندسة النووية والديناميكا الهوائية. إذا كنت تريد معرفة كيفية حساب السعة الحرارية المحددة ، فراجع المقالة المقترحة.
قبل الشروع في الحساب المباشر للمعامل ، يجب أن تتعرف على الصيغة ومكوناتها.
صيغة حساب السعة الحرارية المحددة هي كما يلي:
- с = س / (م * ∆T)
من المهم للغاية معرفة الكميات وتسمياتها الرمزية المستخدمة في الحساب. ومع ذلك ، من الضروري ليس فقط معرفة مظهرهم البصري ، ولكن أيضًا لفهم معنى كل منهم بوضوح. يتم تمثيل حساب السعة الحرارية النوعية لمادة ما بالمكونات التالية:
ΔT هو رمز يشير إلى تغير تدريجي في درجة حرارة مادة ما. يتم نطق الرمز "Δ" مثل دلتا.
ΔT = t2 – t1 ، أين
- t1 هي درجة الحرارة الأساسية ؛
- t2 هي درجة الحرارة النهائية بعد التغيير.
م هي كتلة المادة المستخدمة في التسخين (جم).
س - كمية الحرارة (J / J)
بناءً على CR ، يمكن اشتقاق معادلات أخرى:
- Q \ u003d m * cp * ΔT - مقدار الحرارة ؛
- m = Q / cr * (t2 - t1) - كتلة المادة ؛
- t1 = t2– (Q / цp * m) - درجة الحرارة الأولية ؛
- t2 = t1 + (Q / цp * m) - درجة الحرارة النهائية.
تعليمات لحساب المعلمة
- يأخذ صيغة الحساب: السعة الحرارية = Q / (م * ∆T)
- اكتب البيانات الأصلية.
- أدخلها في الصيغة.
- قم بالحساب واحصل على النتيجة.
على سبيل المثال ، لنحسب مادة غير معروفة تزن 480 جرامًا ولها درجة حرارة 15 درجة مئوية ، والتي ، نتيجة للتدفئة (بتزويد 35 ألف جول) ، زادت إلى 250 درجة مئوية.
وفقًا للتعليمات الواردة أعلاه ، نقوم بالإجراءات التالية:
نكتب البيانات الأولية:
- س = 35 ألف ج.
- م = 480 جم ؛
- ΔT = t2 – t1 = 250–15 = 235 درجة مئوية.
نأخذ الصيغة ونستبدل القيم ونحل:
с = Q / (م * ∆T) = 35 ألف جول / (480 جم * 235 درجة) = 35 ألف جول / (112800 جم * º) = 0.31 جول / جم * º.
عملية حسابية
دعونا نجري الحساب ج صالماء والقصدير في الظروف التالية:
- م = 500 جرام
- t1 = 24ºC و t2 = 80ºC - للمياه ؛
- t1 = 20ºC و t2 = 180ºC - للقصدير ؛
- س = 28 ألف ج.
أولاً ، نحدد ΔT للمياه والقصدير ، على التوالي:
- ΔTv = t2 – t1 = 80–24 = 56 درجة مئوية
- ΔТо = t2 – t1 = 180–20 = 160 درجة مئوية
ثم نجد السعة الحرارية المحددة:
- ج \ u003d Q / (م * Tv) \ u003d 28 ألف جول / (500 جم * 56 درجة مئوية) \ u003d 28 ألف جول / (28 ألف جم * C) \ u003d 1 J / جم * ºC.
- с = Q / (م * ΔТо) = 28 ألف جول / (500 جم * 160 درجة مئوية) = 28 ألف جول / (80 ألف جم * ج) = 0.35 جول / جم * درجة مئوية.
وبالتالي ، كانت السعة الحرارية النوعية للماء 1 J / g * C ، وسعة القصدير 0.35 J / g * C. من هذا يمكننا أن نستنتج أنه مع قيمة متساوية للحرارة المدخلة 28 ألف J ، فإن القصدير سوف يسخن أسرع من الماءلأن قدرتها الحرارية أقل.
لا تقتصر السعة الحرارية على الغازات والسوائل و أجسام صلبةولكن أيضًا الطعام.
كيفية حساب السعة الحرارية للطعام
عند حساب قدرة الطاقة ستأخذ المعادلة الشكل التالي:
ج = (4.180 * ث) + (1.711 * ع) + (1.928 * و) + (1.547 * ج) + (0.908 * أ) ، حيث:
- w هي كمية الماء في المنتج ؛
- p هي كمية البروتينات في المنتج ؛
- F- نسبة مئويةالدهون.
- ج هي النسبة المئوية للكربوهيدرات.
- أ هي النسبة المئوية للمكونات غير العضوية.
تحديد السعة الحرارية للجبن المعالج فيولا. لهذا نكتب القيم المرغوبةمن تركيبة المنتج (الوزن 140 جرام):
- ماء - 35 جم ؛
- البروتينات - 12.9 جم ؛
- دهون - 25.8 جم ؛
- الكربوهيدرات - 6.96 جم ؛
- مكونات غير عضوية - 21 جم.
ثم نجد مع:
- ج = (4.180 * ث) + (1.711 * ع) + (1.928 * ف) + (1.547 * ج) + (0.908 * أ) = (4.180 * 35) + (1.711 * 12.9) + (1.928 * 25 .8) ) + (1.547 * 6.96) + (0.908 * 21) = 146.3 + 22.1 + 49.7 + 10.8 + 19.1 = 248 كيلو جول / كجم * درجة مئوية.
دائما تذكر هذا:
- تكون عملية تسخين المعدن أسرع من تسخين الماء ، لأنها كذلك ج ص 2.5 مرة أقل
- إذا أمكن ، قم بتحويل النتائج التي تم الحصول عليها إلى المزيد ترتيب عاليإذا سمحت الظروف بذلك ؛
- من أجل التحقق من النتائج ، يمكنك استخدام الإنترنت والبحث عن المادة المحسوبة ؛
- في ظل ظروف تجريبية متساوية ، ستلاحظ تغيرات أكثر أهمية في درجات الحرارة في المواد ذات الحرارة النوعية المنخفضة.
