الحرارة النوعية والسعة الحرارية + مسائل محلولة




الحرارة النوعية والسعة الحرارية + مسائل محلولة

الحرارة النوعية لمادة Specific Heat

تعريف الحرارة النوعية 

** الحرارة النوعیة S
لمادة ما هي: “كمیة الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من مادة ما درجة
مئویة واحدة”.

** وتعرف إيضاً الحرارة النوعیة بأنھا
: “السعة الحرارية لجرام واحد من المادة”.



** وحدة قياس الحرارة النوعية: J/g.Co

** الجدول التالي يوضح الحرارة
النوعية لبعض المواد :



الحرارة النوعية والسعة الحرارية + مسائل محلولة

الحرارة النوعية للماء Specific Heat
of Water

** الحرارة النوعیة للماء ھي كمیة الحرارة
اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من الماء
درجة مئویة واحدة.
وھي قیمة ثابتة مقدارھا
Cal/g.Co
وهي تساوي
4.184 J/g Co.


** ملحوظة : یمكن الاستفادة من قیمة الحرارة
النوعیة في التمییز بین المواد من حیث تأثرھا بالحرارة، حیث أنه كلما قلت الحرارة النوعیة
للمادة فإن ھذا یدل على أنھا تمتص كمیة صغیرة من الحرارة وترتفع درجة حرارتھا بشكل
ملحوظ، بینما كلما زادت الحرارة النوعية للمادة فإن ھذا یدل على أن المادة تمتص كمیة
كبیرة من الحرارة دون أن ترتفع درجة حرارتھا بشكل ملحوظ.

مثال توضيحي عن الحرارة النوعية
لمادة

(1) عند تعرض الماء H2O
للحرارة فإن
1g منه تمتص كمية من الحرارة مقدارها 4.184J
وترتفع درجة حرارته درجة مئوية واحدة فقط.


(2) عند تعرض الألومنيوم للحرارة فإن 1g
منه تمتص كمية من الحرارة مقدارها
0.9J
وترتفع درجة حرارته درجة مئوية واحدة فقط.

علل: یستخدم الماء في تبرید المحركات؟

بسبب أن الحرارة النوعیة للماء كبیرة(
(S = 4.184 J/g. Co
لذلك فإنه يمتص حرارة المحرك دون أن تتأثر حرارته بشكل واضح.

السعة الحراريةHeat Capacity
(C)

تعريف السعة الحرارية (C)

** السعة الحراریة ھي “كمیة الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة كتلة
مادة ما درجة مئویة واحدة”. وكلما زادت السعة الحراریة للجسم كلما زادت
الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارته.
** وحدة قياس السعة الحرارية : J/Co

السعة الحرارية المولية ( الجزيئية) Molar Heat
Capacity

ھي كمیة الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة
مول واحد من المادة درجة مئویة واحدة ووحدتها:
J/mol Co
وتحسب عن طریق ضرب الحرارة النوعیة بالوزن الجزیئي للمادة
Mw


C = S × Mw

العلاقة بين السعة الحرارية والحرارة
النوعية

السعة الحرارية (C)
= كتلة المادة
(m) × الحرارة
النوعية
(S)


C = S × m

العلاقة بين كمية الحرارة (q)
والسعة الحرارية
(C)

یمكن التعبیر عن السعة الحراریة
رياضياً كما يلي:


tΔ C = q /
 tΔq = C . 

**حیث یمكن حساب كمیة الحرارة الممتصة (q) عند ارتفاع درجة حرارة كتله من مادة ما بين درجة حرارة ابتدائية (t1) ودرجة حرارة نهائية (t2) باستخدام معادلة السعة الحرارية:

tΔ q = S . m . 



حيث Δt تمثل التغیر في
درجة الحرارة وھي عبارة عن الفرق بین درجة الحرارة النهائية والابتدائية:


t
= t2 – t1
Δ
Δt
= tf – ti


فإذا كانت درجة الحرارة الابتدائية
(20 Co)
والنهائية
(10 Co) أي انخفضت درجة الحرارة فإن التغير في درجة الحرارة:


Δt
= tf – ti
Δt
= 10 – 20
Δt
= – 10 Co


لاحظ أن التغير في درجة
الحرارة بالسالب


** المعادلة : q
= S . m. Δt
ھي الأساس الذي بنيت علية
فكرة قياس كمية الحرارة الممتصة أو المنطلقة من التفاعلات الكيميائية باستخدام
جهاز يعرف باسم المسعر
Calorimeter

أمثلة محلولة على كمية الحرارة والحرارة
النوعية والسعة الحرارية

مثال(1):
إذا علمت أن
18.5 g من معدن معين امتصت كمية من الحرارة مقدارها 1170
J
وارتفعت درجة حرارتها من 25 Co
إلى
92.5 Co احسب الحرارة النوعية لهذا المعدن

الحل:
الحرارة النوعية والسعة الحرارية + مسائل محلولة

مثال(2):
احسب الحرارة النوعية إذا كان لدينا قطعة ذهب وزنها
360
g
والسعة الحرارية لها 85.7
J/ Co
.


الحل:
الحرارة النوعية والسعة الحرارية + مسائل محلولة

مثال(3):
سخنت عينة من الماء وزنها
46 g من 8.5 Co إلى 74.6 Co احسب كمية الحرارة الممتصة بواسطة الماء )
الحرارة النوعية للماء
4.184 J/g Co).


الحل:

الحرارة النوعية والسعة الحرارية + مسائل محلولة


مثال(4):
احسب الحرارة النوعیة لمعدن ما إذا علم أنه یلزم كمیة من الحرارة قدرھا
9.98
Cal
كي ترتفع درجة حرارة المعدن من 10
Co
إلى 27 Co إذا علمت أن وزن قطعة المعدن 18.69
g
.


الحل:

الحرارة النوعية والسعة الحرارية + مسائل محلولة


مثال(5):
احسب الحرارة النهائية لــ
150 g من الماء السائل عند 25Co
إذا اكتسب
1000 J ) علماً بأن الحرارة النوعية للماء 4.184
J/g Co
).


الحل:



الحرارة النوعية والسعة الحرارية + مسائل محلولة


مثال(6):
احسب كمية الحرارة اللازمة لتسخين
 100 gمن النحاس من 10
Co
إلى 100 Co وإذا أضيفت نفس كمية الحرارة إلى 100 g
من الألومنيوم  عند
 10 Co
أيهما يسخن أكثر النحاس أم الألومنيوم؟
) علماً بأن الحرارة النوعية للنحاس 0.39
J/g Co
، وللألومنيوم 0.9 J/g Co)


الحل:

أولاً: كمية الحرارة اللازمة لتسخين النحاس Cu:


الحرارة النوعية والسعة الحرارية + مسائل محلولة

ثانياً: حساب درجة حرارة الألومنيوم النهائية إذا امتص كمية الحرارة السابقة:  


الحرارة النوعية والسعة الحرارية + مسائل محلولة



وبالتالي فدرجة حرارة الألومینیوم التي
یصل إلیھا من امتصاص كمیة من الحرارة مقدارها
(q =
3150 J)
هي 45 Co ، بينما النحاس إذا امتص نفس الكمية من الحرارة فإن درجة حرارته
ترتفع بشكل كبير إلى
100 Co



  ویمكن معرفة أیھما سترتفع درجة حرارته
بشكل كبیر عند امتصاص نفس الكمیة من الحرارة من خلال المقارنة بین قیمتي الحرارة النوعیة
للمادتین. فنلاحظ أن الحرارة النوعیة للنحاس أصغر وبالتالي فإن امتصاص كمیة صغیرة من
الحرارة یجعل درجة حرارتھا ترتفع بشكل ملحوظ.



 المراجع

 – أسس الكيمياء العامة والفيزيائية- الجزء الأول.عمر بن عبد الله الهزازي ، قسم الكيمياء- كلية العلوم – جامعة أم القرى – المملكة العربية السعودية



9 تعليقات

  1. عند تسخين عينه من الذهب كتلتها 4.5g ودرجه حرارتها الابتدائيه 25c درجه امتصت كميه من الحراره احسب الحراره النهائيه للعينه ؟علما بان الحراره النوعيه للذهب =0.13j/g.c

  2. موقع رائع وتلخيصات اكثر من رائعة جزاكم الله خيرا عن كل الطلبة والمدرسين
    ولكم كل التقدير على المجهود الرائع

  3. بارك الله فيكم وزادكم من علمه وفضله

  4. سخنت قطعه من الفضه فاذا ارتفعت درجه حرارتها الابتدائيه بمقدار 288kفاذا علمت ان الحراره النوعيه للفضه 0.24J/g.c وانها امتصت حراره مقدارها 0.005kJ احسب كتله الفضه والسعه الحراريه للفضه
    ممكن الجواب بليزززز، ☹️

  5. سؤال كتله من الفضة سخنت فارتفعت درجة حرارتها الابتدائيه بمقدار 10c فإذا علمت أن الحرارة النوعية الفضه 0.24J/g.c وأنها امتصاص حرارة مقدارها 0.24J. …. جد مايأتي 1- جد الفضه 2- السعه الحراريه الفضه

  6. ما كمية الحرارة اللازمة لنحويل قطعة من الجليد 25 غرام بدرجة الصفر المئوي والحرارة الكامنة لانصهار الجليد هي 335جول؟

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *