السعة الحرارية والحرارة النوعية

                                                                                                  السعة الحرارية والحرارة التوعية ( Hent Capacity and Specific Jeat )                                                                                     
 هل ترتفع درجة حرارة الأجسام جميعها على سطح الأرض بالمقدار نفسه عندما تسقط عليها أشعة الشمس ؟ وهل تكتسب المواد جميعها الكمية نفسها من الحرارة عند تسخينها لنفس درجة الحرارة ؟ للتمكن من الإجابة عن هذا السؤال نفذ النشاط التالي :
السعة الحرارية والحرارة النوعية
 المواد والأدوات : كأس زجاجي كبير ، وكأسان زجاجيان صغيران ، كرتان متماثلتان في الكتلة من الحديد والزجاج ، وكرتان مختلفتان في الكتلة من الحديد ( أو من الزجاج ) ، وماء ، ومصدر حراري ( لهب بنسن ) ، وميزان حرارة ، وملعقة .
 الخطوات :

1.  املأ الكأس الزجاجي الكبير بالماء إلى منتصفه وضعه على المصدر الحراري وضع داخله كل من كرة الحديد والزجاج وانتظر حتى يغلي الماء .                                                                                          
2.  ضع كميتين متساويتين من الماء في الكأسين الصغيرين الى منتصفهما ، ومن ثم استخدم الملعقة لإخراج الكرتين من الماء المغلي ، وضع كرة الزجاج في الكأس الأولى وكرة الحديد في الكأس الثانية وانتظر لفترة كافية ( دقيقة مثلا ).                                                                     
3.  ضع أحد موازين الحرارة في الكأس الأول والميزان الآخر في الكأس الثاني ، وانتظر قليلاً ، وسجل قراءة الميزان في كل كأس .                  
4.  أيهما كانت أكبر قراءة الميزان في الكأس الأول أم في الكأس الثاني ؟ أيهما أكبر السعة الحرارية للزجاج أم الحديد ؟                                    
5.  كرر الخطوات السابقة مع استخدام كرتين مختلفتين في الكتلة ومن نفس المادة .

الإستنتاج :

• الكتل المتساوية من المواد المختلفة عند تسخينها إلى درجة الحرارة نفسها فإنها تكتسب مقادير مختلفة من كمية الحرارة .
• الكتل المختلفة من نفس المادة عند تسخينها الى درجة الحرارة نفسها فانها تكتسب مقادير مختلفة من من كمية الحرارة . 
• أي أن السعة الحرارية تعتمد على نوع المادة وكتلتها .

السعة الحرارية للجسم : كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة الجسم كله درجه سلسيوس واحدة .
 ويمكن حساب كمية الحرارة التي يكتسبها الجسم عند تسخينه من درجة حرارة إلى درجة حرارة من العلاقة التالية : كمية الحرارة = السعة الحرارية x الفرق في درجات الحرارة .
 أثبتت التجارب العملية أن رفع درجة حرارة كيلو غرام واحد من الحديد درجة سلسيوس واحدة يلزمه 452 جول بينما يحتاج كيلوغرام من الزجاج لرفع درجة حرارته درجة سلسيوس واحدة 837 جول ، في حين يلزم 4186 جول لرفع درجة حرارة كيلو غرام من الماء درجة سلسيوس واحدة ، وقد أطلق على هذه المقادير بالحرارة النوعية للمادة ويرمز لها بالرمز ( ح ) ، حيث إن لكل مادة حرارتها النوعية الخاصة بها.

الحرارة التوعية للمادة: كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة واحد كيلو غرام من المادة درجة سليسيوس واحدة .

                     جدول الحرارة النوعية لبعض المواد

                                                                                                                 
ولاختلاف الحرارة النوعية للمواد أهمية في الحياة ، فمثلاً يكون المدى الحراري اليومي للمياه قليل إذا ما قورن بالمدى الحراري اليومي لليابسة ( هي الفرق بين أقصى درجة حرارة إلى أدنى درجة حرارة تصلها خلال اليوم ) ، وما يرتبط بذلك من تغيرات على سطح الأرض ، كما أن الحرارة النوعية للماء جعلت منه سائلاً شائع الاستخدام في كثير من مناحي الحياة ، كاستخدامه في تبريد الآلات التي يتولد فيها حرارة كمناشير قص الحجر وآلات الحفر ، والماء المستخدم في تبريد المحرك في السيارات . كما يستخدم في شبكات التدفئة المركزية في المؤسسات والمنازل ، ويستخدم أيضاً في ري المزروعات لتجنب تلفها في الأيام المتوقع حدوث الصقيع فيها .
وترتبط السعة الحرارية والحرارة النوعية من خلال المعادلة الآتية :

• السعة الحرارية = الكتلة x الحرارة التوعية

 أي أن السعة الحرارية للمادة تعتمد على كتلتها وحرارتها النوعية .