الحرارة هي الطاقة الداخلية للجزيئات التي يتكون منها الجسم. يتدفق من الجسم الساخن إلى الجسم البارد عندما يظلون على اتصال. قياس كمية الحرارة يسمى قياس المسعرات . من تجربتنا اليومية ، وجدنا أن الأجسام المختلفة تتطلب كميات مختلفة من الطاقة الحرارية لارتفاع متساوٍ في درجة حرارتها. يتم التعبير عن هذه الخاصية للجسم من حيث السعة الحرارية أو الحرارية. السعة الحرارية للجسم هي مقدار الطاقة الحرارية المطلوبة لرفع درجة الحرارة بمقدار 1 درجة مئوية أو 1 كلفن ، ويُشار إليها بالرمز C '. على سبيل المثال ، إذا كانت السعة الحرارية لجسم ما هي 60 JK -1 ، فهذا يعني أن الطاقة الحرارية 60 J مطلوبة لرفع درجة حرارة ذلك الجسم بمقدار 1 ك أو 1 درجة مئوية.
السعة الحرارية C '= كمية الطاقة الحرارية الموردة / ارتفاع درجة الحرارة في حالة نقل كمية Q من الحرارة إلى الجسم ، ترتفع درجة حرارته من خلال ∆t ثم C '= Q t |
وحدات السعة الحرارية
وحدة السعة الحرارية في النظام الدولي للوحدات هي جول لكل كلفن أو جول لكل درجة مئوية. الوحدات الشائعة الأخرى للسعة الحرارية هي cal ° C -1 و kcal ° C -1 .
1 كيلو كالوري درجة مئوية -1 = 1000 كالوري درجة مئوية -1
1 كال K -1 = 4.2 J K -1
تسمى السعة الحرارية للجسم عند التعبير عنها بوحدة الكتلة ، السعة الحرارية النوعية لمادة ذلك الجسم. يشار إليه بالرمز ج. السعة الحرارية النوعية هي الخاصية المميزة للمادة وتختلف باختلاف الأجسام. تُعرَّف السعة الحرارية النوعية لمادة ما بأنها السعة الحرارية لكل وحدة كتلة لجسم تلك المادة.
السعة الحرارية النوعية ج = السعة الحرارية للجسم ج '/ كتلة الجسم م مثل C '= Q ∕ ∆t لذلك ، \(c = \frac{Q}{m \times \Delta t}\) أو \(Q = c \times m \times \Delta t\) السعة الحرارية النوعية لمادة ما هي مقدار الطاقة الحرارية المطلوبة لرفع درجة حرارة وحدة كتلة تلك المادة من خلال 1 درجة مئوية أو 1 كلفن. |
تعتمد كمية الطاقة الحرارية الممتصة لزيادة درجة حرارة الجسم على ثلاثة عوامل:
وحدة السعة الحرارية النوعية
وحدة SI ذات السعة الحرارية المحددة هي جول لكل كيلوغرام لكل كلفن (J كجم -1 ك -1 ) أو جول لكل كيلوجرام لكل درجة مئوية (J كجم -1 درجة مئوية -1 ).
الوحدات الأخرى ذات السعة الحرارية المحددة هي cal g -1 ° C -1 و kcal kg -1 ° C -1 .
1 كال جرام -1 درجة مئوية -1 = 4.2 × 10 3 جول كجم -1 ك -1
على سبيل المثال ، إذا كانت السعة الحرارية النوعية للحديد هي .48 J g ° C ، فهذا يعني أن الطاقة الحرارية المطلوبة لرفع درجة حرارة 1 جم من الحديد بمقدار 1 درجة مئوية هي 0.48 ج.
| السعة الحرارية | السعة الحرارية محددة |
| هو مقدار الطاقة الحرارية المطلوبة لرفع درجة حرارة الجسم بالكامل بمقدار 1 درجة مئوية. | هو مقدار الطاقة الحرارية المطلوبة لرفع درجة حرارة وحدة كتلة الجسم بمقدار 1 درجة مئوية. |
| يعتمد ذلك على مادة وكتلة الجسم ؛ كلما زادت الكتلة هي السعة الحرارية. | لا تعتمد على كتلة الجسم. إنها الخاصية المميزة لمادة الجسم. |
| وحدتها JK -1 | وحدتها J Kg-1K -1 |
تختلف السعة الحرارية النوعية باختلاف المواد. عادةً ما يكون للموصل الجيد سعة حرارية نوعية منخفضة بينما يكون للموصل السيئ سعة حرارية نوعية عالية. إذا قمنا بتسخين الكتلة المتساوية لمادتين مختلفتين على نفس الموقد لإعطاء كمية متساوية من الإمداد الحراري ، فسنلاحظ أنه بعد نفس الفترة الزمنية ، يختلف ارتفاع درجة حرارة مادتين مختلفتين. هذا بسبب سعاتها الحرارية المختلفة. تُظهر المادة ذات السعة الحرارية المنخفضة ارتفاعًا سريعًا وعاليًا في درجة الحرارة ، وبالتالي فهي موصل أفضل للحرارة من المادة ذات السعة الحرارية النوعية العالية التي تظهر ارتفاعًا بطيئًا وصغيرًا في درجة الحرارة.
يتمتع الماء بسعة حرارية عالية (= 4200 J Kg -1 K -1 ). تختلف السعة الحرارية النوعية لمادة ما في مراحلها المختلفة مثل الماء ، السعة الحرارية النوعية هي 4200 J Kg -1 K -1 ، للثلج 2100 J Kg -1 K -1 والبخار 460 J Kg -1 K -1 .
| مستوى | السعة الحرارية محددة | |
| في J Kg -1 K -1 | في كال g -1 درجة مئوية -1 | |
| قيادة | 130 | 0.031 |
| فضة | 235 | 0.055 |
| نحاس | 399 | 0.095 |
| حديد | 483 | 0.115 |
| الألومنيوم | 882 | 0.21 |
| زيت الكيروسين | 2100 | 0.50 |
| جليد | 2100 | 0.50 |
| مياه البحر | 3900 | 0.95 |
| ماء | 4180 | 1.0 |
درجة الحرارة والحرارة النوعية: يوضح الرسم البياني أدناه عدد الدرجات المئوية التي يتم رفعها بمقدار جرام واحد من مادة معينة بواسطة سعر حراري واحد من الحرارة. 
السؤال 1: تتطلب قطعة معدنية كتلتها 50 جم عند 30 درجة مئوية 2400 جول من الطاقة الحرارية لرفع درجة حرارتها إلى 330 درجة مئوية. احسب السعة الحرارية النوعية للمعدن.
الحل: معطى ، م = 50 جم ، الطاقة الحرارية = 2400 جول ، ارتفاع درجة الحرارة = 330 - 30 = 300 درجة مئوية = 300 كلفن.
السعة الحرارية النوعية \(c = \frac{2400}{50 \times 300} = .16 \) J g -1 K -1
السؤال 2: ما كتلة السائل أ ذات السعة الحرارية المحددة 0.84 J g -1 K -1 عند درجة حرارة 40 درجة مئوية يجب خلطها مع 100 جم من سائل B بسعة حرارية محددة 2.1 J g -1 K -1 عند 20 درجة مئوية بحيث تصبح درجة الحرارة النهائية للخليط 32 درجة مئوية؟
الحل: انخفاض درجة حرارة السائل أ = 40−32 = 8 درجات مئوية ، ارتفاع درجة حرارة السائل ب = 32 - 20 = 12 درجة مئوية
تعطى الطاقة الحرارية بالمتر جرام من السائل أ = م × 0.84 × 8 ج
الطاقة الحرارية المأخوذة بمقدار 100 جرام من السائل B = 100 × 2.1 × 12 جول
بافتراض عدم وجود فقدان للحرارة ، فإن الطاقة الحرارية المعطاة بواسطة A = الطاقة الحرارية التي يأخذها B
م × 0.84 × 8 = 100 × 2.1 × 12 م = 375 جرام
