يدور في أذهان طلاب المرحلة الثانوية العديد من الأسئلة المتعلقة بكمية الحرارة الممتصة أثناء عملية التسخين، ويُعتبر هذا الموضوع من أكثر الموضوعات بحثاً على محرك البحث جوجل. ومن هنا، نقدم لكم الإجابات الشاملة التي تبحثون عنها، مع توضيح جانب السؤال بشكل مبسّط. تتعلق المقالة الحالية بالحرارة، وهي تلك الطاقة التي تنتقل من الجسم الساخن إلى الجسم البارد، ويتم قياسها بوحدة الجول.
في هذا المقال على موقعنا، سنقوم بشرح مفصل حول مفهوم الحرارة وأنواعها، بالإضافة إلى الإجابة عن الاستفسار حول الكمية الماصة من الحرارة.
محتويات
قياس الحرارة
تعريف الحرارة
- الحرارة هي الطاقة التي تنتقل من جسم ساخن إلى جسم بارد، ويمكن أن تؤدي هذه العملية إلى:
- انخفاض درجة حرارة الجسم الساخن بسبب فقدان الطاقة الحرارية.
- ارتفاع درجة حرارة الجسم البارد نتيجة اكتسابه الحرارة.
قياس درجة الحرارة
- السعرة الحرارية: هي كمية الطاقة المطلوبة لرفع درجة حرارة الجسم.
- السعرات الغذائية: هي الحرارة المتولدة من الطعام، حيث يساوي سعر غذائي واحد 1000 سعرة حرارية أو 1 كيلوكالوري.
- تتجلى السعرات الغذائية في تحطيم جزيئات السكر والدهون في الجسم، مما يؤدي إلى إنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء.
- الجول هو الوحدة المعتمدة لقياس الطاقة الحرارية وفقاً لنظام الوحدات الدولي.
الحرارة النوعية
- الحرارة النوعية: هي الكمية من الحرارة الضرورية لرفع درجة حرارة جسم معين بمقدار 1 درجة مئوية.
- كل مادة تمتلك حرارة نوعية تُميزها عن غيرها، على سبيل المثال، تسجل الحرارة النوعية للماء 4.184 جول/جرام.°م، مما يعني أن جراماً واحداً من الماء يحتاج إلى كمية من الحرارة تساوي 1 كالوري أو 4.184 جول لرفع درجة حرارة الماء بمقدار 1 درجة مئوية.
- لتسخين كمية معينة من الماء بمقدار 1 درجة مئوية، يحتاج كل جرام من الماء إلى امتصاص 4.184 جول من الطاقة.
- إذا رغبنا في زيادة درجة حرارة قطعة من الأسمنت بنفس كمية الماء، فسيتطلب الأمر طاقة أقل، حيث إن الحرارة النوعية للأسمنت تبلغ 0.84 جول/جرام.°م.
- عند امتصاص كمية متساوية من الطاقة لكل من الماء والأسمنت، ستكون درجة حرارة الأسمنت أعلى بخمسة أضعاف من درجة حرارة الماء.
حساب الحرارة الممتصة
- يمكن استخدام المعادلة التالية لحساب الحرارة التي يمتصها الجسم:
- q = c × m × ∆T.
- للحصول على درجة الحرارة المنطلقة من الأجسام، علينا حساب:
- ∆T.
- q = c × m × ∆T.
مثال:
- ارتفعت درجة الحرارة بمقدار 6.0 درجة سيليزية، ووزن قطعة الأسمنت المعنية هو 5.00 × 10³ جرام، مع حرارة نوعية مقدارها 0.84 جول/جرام.°م.
الإجابة
- q = c × m × ∆T.
- q = (0.84 جول/جرام.°م) × (5.00 × 10³) × 6.0°م.
- نتيجة الحساب: q = 25.2 كيلو جول.
حساب كمية الحرارة الممتصة عند التسخين
تعتبر دراسة قياس درجة الحرارة من أهم المواضيع التي يتناولها طلاب المرحلة الثانوية، لذا يسعى العديد من الطلاب للبحث عن الإجابات لاستفساراتهم عبر محرك البحث جوجل، وانطلاقاً من حرصنا على توفير المعلومات الصحيحة، نقدم لكم الإجابة عن السؤال المطروح أدناه:
السؤال
- كيفية حساب كمية الحرارة الممتصة عند تسخين 50.0 جرام من الألومنيوم من 25 درجة مئوية إلى 95 درجة مئوية، باستخدام الحرارة النوعية للألومنيوم التي تساوي 0.897 جول/جرام.°م؟
الإجابة
- المعطيات:
- كتلة الألومنيوم = 50.0 جرام.
- درجة الحرارة الابتدائية = 25°س.
- درجة الحرارة النهائية = 95°س.
- الحرارة النوعية للألومنيوم = 0.897 جول/جرام.°م.
- حساب تغير درجة الحرارة (Δt):
- Δt = 95° – 25°.
- Δt = 70°.
- حساب الحرارة الممتصة =
- q = c × m × ∆T.
- q = 0.897 × 50.0 × 70°.
- q = 3139.5 جول.
يمكنكم الاطلاع على المزيد من المعلومات المتعلقة بالحرارة ووسائل انتقالها من خلال قراءة الموضوعات التالية: