خطوات الاستخدام
أدخل كتلة المادة (بالكيلوغرام) في حقل 'الكتلة'. الكتلة هي كمية المادة الموجودة، وتؤثر بشكل مباشر على السعة الحرارية الكلية. على سبيل المثال، كتلة كبيرة من الماء تتطلب طاقة حرارية أكبر لتغيير درجة حرارتها.
أدخل الحرارة النوعية للمادة (بوحدة جول/(كغ·كلفن)) في حقل 'الحرارة النوعية'. الحرارة النوعية هي كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة كيلوغرام واحد من المادة بمقدار درجة كلفن واحدة. تختلف هذه القيمة بين المواد؛ فالماء مثلاً له حرارة نوعية عالية (4186 جول/(كغ·كلفن)) بينما الألومنيوم أقل (900 جول/(كغ·كلفن)).
اضغط على زر 'احسب' للحصول على السعة الحرارية للمادة. السعة الحرارية هي ناتج ضرب الكتلة في الحرارة النوعية (C = m × c). تعبر هذه القيمة عن إجمالي الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة الجسم كله بمقدار درجة كلفن واحدة. تذكر أن هذه العملية تفترض عدم وجود تغير في الطور (مثل الانصهار أو الغليان).
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على الحرارة النوعية بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، نحول حجم الماء إلى كتلة. كثافة الماء 1 كغ/لتر تقريباً، لذا الكتلة = 500 كغ. نعوض في القانون: C = m × c = 500 × 4186 = 2,093,000 جول/كلفن. هذا يعني أن رفع درجة حرارة الخزان بمقدار 1 كلفن يحتاج إلى حوالي 2.09 مليون جول من الطاقة. هذه القيمة كبيرة بسبب الكتلة الكبيرة والحرارة النوعية العالية للماء. مثال تطبيقي: إذا أردت تسخين الماء من 20°C إلى 30°C (فرق 10 كلفن)، ستحتاج إلى طاقة مقدارها Q = C × ΔT = 2,093,000 × 10 = 20,930,000 جول، أي حوالي 20.93 ميغاجول.
الحل
أولاً، السعة الحرارية: C = m × c = 2.5 × 900 = 2250 جول/كلفن. ثم الطاقة اللازمة للتسخين: Q = C × ΔT = 2250 × (200 - 25) = 2250 × 175 = 393,750 جول. لاحظ أن الألومنيوم يحتاج إلى طاقة أقل بكثير من الماء لنفس الكتلة بسبب حرارته النوعية المنخفضة. يستخدم هذا في تطبيقات مثل أواني الطهي المصنوعة من الألومنيوم حيث تسخن بسرعة.