سعة حرارية

السعة الحرارية أو التحميل الحراري Heat capacity مصطلح من علم الديناميكا الحرارية يرمز له عادة ب C.

وهي قيمة تبين مدى قابلية جسم ما لتخزين الطاقة الحرارية. حيث ترمز C لقيمة الطاقة الحرارية Q التي يجب إمداد جسم أو نظام ما بها لرفع درجة حرارته بدرجة مئوية واحدة. وعلى هذا الأساس فإن وحدة التحميل الحراري هي الجول لكل كلفن. عادة ما يميز بين السعة الحرارية عند ضغط ثابت ، والسعة الحرارية عند حجم ثابت:

• السعة الحرارية عند حجم ثابت:$C_V={\left(\frac{\partial U}{\partial T}\right)}_V$

• السعة الحرارية عند ضغط ثابت: $C_P={\left(\frac{\partial H}{\partial T}\right)}_P$

كما يمكن تعريف السعة الحرارية بطريقة إحصائية عوض الطريقة الرياضية الترموديناميكية الكلاسيكية.

السعة الحرارية للماء

تختلف السعة الحرارية لمادة عند درجات حرارة مختلفة . فعلى سبيل المثال نجد السعة الحرارية للماء عند درجة حرارة 20 درجة مئوية تختل طفيفا عنها عند درجة حرارة 15 مئوية :

• ماء عند 20 °C: $c=4,190\mathrm{k}\mathrm{J}/\mathrm{(}\mathrm{k}\mathrm{g}\mathrm{K}\mathrm{)}$
• ماء عند 15 °C: $c=4,186\mathrm{k}\mathrm{J}/\mathrm{(}\mathrm{k}\mathrm{g}\mathrm{K}\mathrm{)}$

وهكذا فهي تختلف بين درجة الصفر المئوي إلى 100 مئوية . عند الصفر المئوي تسود حرارة الانصهار أي تحول الثلج إلى ماء وعند 100 درجة مئوية للماء تسود درجة الغليان.

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 . بعد ذلك يمتص حرارة بمقدار سعته الحرارية فيرتفع درجة حرارة الماء المتكون 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  : $c=4,190\mathrm{k}\mathrm{J}/\mathrm{(}\mathrm{k}\mathrm{g}\mathrm{K}\mathrm{)}$ لترتفع درجة حرارته من 20 إلى 21 درجة مئوية ، وهكذا حتى نصل إلى درجة الغليان . وعند درجة الغليان تسود حرارة تبخر وهي كمية الحرارة الازمة لتحويل 1 جرام من الماء إلى بخار ، وهي تساوي للماء تقريبا 2260 كيلو جول/كيلوجرام.

ملف:Science-symbol-2.png

هذه بذرة مقالة عن موضوع علمي تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.

af:Warmtekapasiteit bn:তাপ ধারকত্ব bs:Toplotni kapacitet ca:Capacitat calorífica cs:Tepelná kapacita da:Varmekapacitet de:Wärmekapazität Heat capacity]] eo:Varmokapacito es:Capacidad calorífica et:Soojusmahtuvus fa:ظرفیت گرمایی fi:Lämpökapasiteetti fr:Capacité thermique he:קיבול חום hr:Toplinski kapacitet ht:Chalè espesifik hu:Hőkapacitás it:Capacità termica ja:熱容量 ko:열용량 nl:Warmtecapaciteit nn:Varmekapasitet no:Varmekapasitet pl:Pojemność cieplna pt:Capacidade térmica ro:Capacitate termică ru:Теплоёмкость simple:Heat capacity sk:Tepelná kapacita sl:Toplotna kapaciteta sv:Värmekapacitet th:ความร้อนจำเพาะ tr:Isı kapasitesi uk:Теплоємність zh:热容