كيفية حساب الحرارة النوعية

تعرف الحرارة النوعية بأنها كمية الطاقة المطلوبة لرفع درجة حرارة جرام واحد من مادة نقية بدرجة واحدة مئوية. تعتمد الحرارة النوعية للمادة على كل من حالة المادة وبنيتها الجزيئية. أثار اكتشاف الحرارة النوعية دراسات الديناميكا الحرارية ودراسة تحويل الطاقة، بما في ذلك الحرارة وعمل النظام ؛ تستخدم الحرارة المحددة والديناميكا الحرارية على نطاق واسع في الكيمياء والهندسة النووية والديناميكا الهوائية، وكذلك في الحياة اليومية مثل المبرد ونظام تبريد السيارات. إذا كنت تريد معرفة كيفية حساب الحرارة النوعية، فما عليك سوى اتباع الخطوات التالية

خطوات

تعلم الأساسيات

1. 1 تعرف على الرموز المستخدمة لحساب الحرارة النوعية. قبل أن تتعلم صيغة الحرارة المحددة، يجب أن تكون على دراية بالرموز المستخدمة في حساب الحرارة النوعية. ستحتاج إلى تحديد رمز كل مصطلح وفهم ما يعنيه ؛ سنعرض لك الآن الرموز التي تُستخدم عادةً في خطوات حساب الحرارة النوعية لمادة وما يشير إليه كل رمز X مصدر بحث

   • دلتا أو الرمز “Δ”، يعبر عن التغيير في قيمة المتغير.
     • على سبيل المثال إذا كانت درجة الحرارة الأولى (T1) هي 150 درجة مئوية، ودرجة الحرارة الثانية (T2) هي 20 درجة مئوية، فإن ΔT أو التغير في درجة الحرارة سيكون 150 درجة مئوية – 20 درجة مئوية أو 130 درجة مئوية. .
   • يتم التعبير عن كتلة المادة بالرمز m.
   • يتم تمثيل مقدار الحرارة بالرمز “Q”. تقاس كمية الحرارة بالجول، ورمزها هو “J”.
   • يمثل الرمز T حرارة المادة.
   • يتم التعبير عن الحرارة النوعية بالرمز “Cp”.

2. 2 تعلم معادلة الحرارة النوعية. بمجرد أن تتعرف على المصطلحات المستخدمة لحساب الحرارة النوعية، يجب أن تتعلم صيغة حساب الحرارة النوعية للمادة. تكون صيغة المعادلة كما يلي Cp = Q / mΔT

   • يمكنك التلاعب بهذه الصيغة إذا كنت تريد حساب التغير في الحرارة بدلاً من الحرارة المحددة. سيبدو بعد ذلك كما يلي X هو مصدر البحث الخاص بي
     • ΔQ = mCpΔT

حساب حرارة محدد

1. 1 ادرس المعادلة. يجب أن تنظر أولاً إلى المعادلة لتعرف ما يجب فعله لإيجاد الحرارة النوعية. لنلق نظرة على هذه المسألة “احسب الحرارة النوعية لـ 350 جرامًا من مادة غير معروفة ترتفع درجة حرارتها من 22 درجة مئوية إلى 173 درجة مئوية عندما تتعرض لكمية من الطاقة الحرارية تساوي 34700 جول دون تغيير في حالة المادة.”

2. 2 اكتب العوامل المعروفة وغير المعروفة. عندما تشعر بالراحة تجاه فهمك للمشكلة، اكتب كل متغير معروف أو غير معروف حتى تحصل على فكرة أفضل عما تفعله ؛ افعلها مثل هذا

   • م = 350 جم
   • س = 34700 جول
   • ΔT = 173 درجة مئوية – 22 درجة مئوية = 151 درجة مئوية
   • سي بي

3. 3 عوّض عن العوامل المعروفة في المعادلة. أنت تعرف قيمة كل متغير في الصيغة باستثناء “Cpc”، لذلك يجب استبدال باقي قيم العوامل في المعادلة الأصلية وحل قيمة “Cp”. افعلها مثل هذا

   • المعادلة الأصلية Cp = Q / mΔT ‘
   • ج = 34700 جول / (350 جم × 151 درجة مئوية)

4. 4 حل المعادلة. لقد استبدلت الآن قيم المتغيرات المعروفة في المعادلة، وكل ما تبقى هو القيام بعملية حسابية بسيطة لحل المعادلة. الحرارة النوعية أو المنتج النهائي هي 0.65657521286 J / (gx C).

   • Cp = 34700 J / (350 جم × 151 درجة مئوية)
   • Cp = 34700 جول / (52850 جرام × C)
   • Cp = 0.65657521286 J / (gx ºC)

أفكار مفيدة

• تعلم معادلة حساب الحرارة النوعية للطعام. نعم، هناك قانون خاص لحساب الحرارة النوعية للطعام، وهو كالتالي Cp = 4.180 xw + 1.711 xp + 1.928 xf + 1.547 xc + 0.908 xa، حيث “w” تعني النسبة المئوية للماء في الطعام بينما تشير “p” إلى نسبة البروتين في الطعام و “f” بالنسبة المئوية للدهون في الطعام، و “c” تشير إلى نسبة الكربوهيدرات أو السكريات في الطعام، و “a” بالنسبة المئوية حرق الطعام (الرماد). تأخذ هذه المعادلة في الاعتبار الكسر الكتلي (x) لجميع المواد الصلبة التي يتكون منها الطعام. يتم التعبير عن الحرارة النوعية للطعام بوحدة kJ / (kg-K).
• في بعض الأحيان يمكنك استخدام المسعر أثناء تحرك الحرارة أثناء تغيير فيزيائي أو كيميائي.
• تكون التغيرات في درجات الحرارة أكبر في المواد ذات الحرارة المنخفضة النوعية عندما تكون جميع العوامل الأخرى متساوية.
• اشطب مثل الوحدات كلما أمكن ذلك عند حساب قيمة الحرارة المحددة.
• يسخن المعدن أسرع من الماء بسبب حرارته المنخفضة النوعية.
• يمكنك العثور على قيم جاذبية محددة للعديد من المواد عبر الإنترنت للتحقق من إجابتك.
• وحدة SI للحرارة النوعية هي جول لكل درجة مئوية لكل جرام. X هو مصدر بحثي، لكن النظام الإمبراطوري لا يزال يستخدم السعرات الحرارية لكل درجة فهرنهايت لكل رطل لقياس الحرارة المحددة.