سعة حرارية: الفرق بين النسختين
| [نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
ط بوت:إضافة بوابة (بوابة:كيمياء فيزيائية) |
ط بوت:الإبلاغ عن رابط معطوب أو مؤرشف V4.2 (تجريبي) |
||
سطر 1:
'''السعة الحرارية''' أو '''التحميل الحراري''' مصطلح من علم [[ديناميكا حرارية|الديناميكا الحرارية]] يرمز له عادة ب '''C'''.<ref>{{
وهي قيمة تبين مدى قابلية جسم ما لتخزين [[حرارة|الطاقة الحرارية]]. حيث ترمز C لقيمة الطاقة الحرارية Q التي يجب إمداد جسم أو نظام ما بها لرفع درجة حرارته درجة مئوية واحدة. وعلى هذا الأساس فإن وحدة التحميل الحراري هي [[جول|الجول]] لكل [[كلفن]]. بالنسبة للمواد الصلبة والسوائل لاتختلف السعة الحرارية عند ضغط ثابت عن تلك المقاسة عند حجم ثابت. أما بالنسبة للغازات فنميز بين السعة الحرارية عند ضغط ثابت، والسعة الحرارية عند حجم ثابت، حيث تتمدد الغازات كثيرا بالحرارة:
سطر 6:
* السعة الحرارية عند ضغط ثابت: <math>C_P=\left(\frac{\partial H}{\partial T}\right)_P</math>
هذا هو التعريف الترموديناميكي للحرارة النوعية لغاز حيث تعني U [[طاقة داخلية|الطاقة الداخلية]] للمادة، أما في حالة ثبات الضغط فتعني H [[محتوى حراري|إنثالبي]] المادة (وهي طاقة أعم من الطاقة الداخلية). وطبقا لهذا التعريف تكون السعة الحرارية هي معدل تغير الطاقة الداخلية للمادة بتغير درجة الحرارة، أو معدل تغير إنثالبي المادة بتغير درجة الحرارة (انظر [[معادلة حالة|معادلة الحالة]]).
== السعة الحرارية للماء ==
سطر 15:
* ماء عند 15 °C: <math>c = 4{,}186~\mathrm{kJ/(kg\, K)}</math>
وهكذا فهي تختلف بين درجة الصفر المئوي إلى 100 مئوية. عند الصفر المئوي تسود [[
لكي ينصهر الثلج ويتحول إلى ماء فهو يحتاج لامتصاص حرارة من الخارج، ويظل يمتص حرارة من الخارج عند درجة حرارة ثابتة وهي الصفر المئوي حتى يتحول الثلج إلى ماء. تلك هي "حرارة الانصهار" وهي تعادل 333 كيلوجول/كيلوجرام . بعد ذلك يمتص حرارة بمقدار '''سعته الحرارية''' فترتفع درجة حرارة الماء من الصفر المئوي إلى 1 درجة مئوية، ثم 2 ثم 3 درجة مئوية وهكذا. وطبقا لمعادلتنا أعلاه فلا بد له من أن يكتسب حرارة قدرها: <math>c = 4{,}190~\mathrm{kJ/(kg\, K)}</math>
لترتفع درجة حرارته من 20 إلى 21 [[درجة حرارة مئوية|درجة مئوية]]، وهكذا حتى نصل إلى درجة الغليان. وعند درجة الغليان تسود [[حرارة تبخر|حرارة التبخر]] وهي كمية الحرارة الأزمة لتحويل 1 [[غرام (وحدة قياس)|جرام]] من الماء إلى [[بخار]]، وهي تساوي [[ماء|للماء]] تقريبا 2260 كيلو [[جول]]/[[كيلوغرام|كيلوجرام]].
== السعة الحرارية المولية ==
سطر 36:
! درجة ديباي [[كلفن]]
|-
| [[ألومنيوم|ألمونيوم]] || 426 K
|-
| [[مغنسيوم]] || 406 K
|-
| [[حديد|الحديد]] || 464 K
|-
| [[نحاس|النحاس]] || 345 K
|-
| [[قصدير|القصدير]] || 195 K
|-
| [[رصاص|الرصاص]] || 96 K
|}
سطر 65:
على الأخص في الغازات تعتمد السعة الحرارية على الظروف المحيطة. ولهذا نفرق بين السعة الحرارية عند ثبات الضغط ''C<sub>p</sub>'' وبين السعة الحرارية للغاز عند ثبات الحجم ''C<sub>V</sub>''.
فعند ثبات الحجم يحدث [[تغير حالة|تغير الحالة]] عن طريق إمداد الغاز بحرارة من الخارج فتعمل على ارتفاع [[درجة حرارة]] الغاز، وهذا معناه زيادة [[طاقة حركية|طاقة حركة]] جزيئات الغاز. أما في حالة إمداد الغاز بحرارة من الخارج مع المحافظة على ثبات الضغط فنجد أن الغاز يقوم بأداء [[
أي أنه في حالة ثبات الضغط يستهلك جزء من الحرارة التي تمد بها الغاز من الخارج في أداء شغل حجمي. لذلك لا بد من إمداد الغاز بكمية أكبر من الحرارة في حالة ثبات الضغط لرفع درجة حرارته درجة واحدة عن كمية الحرارة الواجدب إمدادها للغاز في حالة ثبات الحجم لرفع درجة حرارته درجة واحدة.
سطر 86:
'''مـــــثال : '''
قياسات أجريت على غاز [[هيدروجين|الهيدروجين]] (<math>H_2</math>) عند 20 [[درجة حرارة مئوية|درجة مئوية]] وضغط جوي 1,013 [[بار]]:
* مع المحافظة على ثبات الضغط: <math>c_p = 14{,}24\, \mathrm{kJ/(kg\, K)}</math>
* عند المحافظة على ثبات الحجم: <math>c_V = 10{,}1\, \mathrm{kJ/(kg\, K)}</math>
سطر 112:
حيث R [[ثابت الغازات العام]].
يهتم الكيميائيون والمهندسون الميكانيكيون بمعامل ثبات الاعتلاج "كابا" <math>\kappa </math> (أو نسبة السعتين الحراريتين المعنيتين) حيث له تأثير كبير على انضغاط غاز. ويمكن عن طريقة تعيين مقدار [[
== مراجع ==
سطر 120:
* [[سعة حرارية حجمية]]
* [[قانون دولون-بتي]]
* [[معادلة حالة|معادلة الحالة]]
* [[تغير حالة]]
* [[قانون بويل]]
سطر 126:
* [[معادلة فان دير فالس]]
* [[ديناميكا حرارية]]
* [[دالة حالة|دالة الحالة]]
* [[شغل (ديناميكا حرارية)|عمل (ترموديناميك)]]
* [[ميكانيكا لاغرانج|ميكانيك لاغرانج]]
* [[معادلة هاميلتون]]
* [[ستة درجات حرية]]
| |||