حرارت جسم کو تشکیل دینے والے مالیکیولز کی اندرونی توانائی ہے۔ جب وہ رابطے میں رہتے ہیں تو یہ گرم جسم سے ٹھنڈے جسم میں بہتا ہے۔ حرارت کی مقدار کی پیمائش کو کیلوری میٹری کہا جاتا ہے۔ اپنے روزمرہ کے تجربے سے، ہمیں معلوم ہوتا ہے کہ مختلف جسموں کو اپنے درجہ حرارت میں مساوی اضافے کے لیے مختلف مقدار میں حرارتی توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ جسم کی یہ خاصیت اس کی تھرمل یا حرارت کی صلاحیت کے لحاظ سے ظاہر ہوتی ہے۔ جسم کی حرارت کی صلاحیت درجہ حرارت کو 1°C یا 1 K تک بڑھانے کے لیے درکار حرارتی توانائی کی مقدار ہے، اور اسے علامت C' سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر کسی جسم کی حرارت کی صلاحیت 60 JK -1 ہے ، تو اس کا مطلب ہے کہ اس جسم کے درجہ حرارت کو 1K یا 1°C تک بڑھانے کے لیے 60J حرارتی توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔
حرارت کی صلاحیت C' = حرارتی توانائی کی فراہم کردہ مقدار/درجہ حرارت میں اضافہ اگر کسی جسم کو حرارت کی Q مقدار فراہم کرنے پر، اس کا درجہ حرارت ∆t سے بڑھتا ہے تو C' = Q ∕ ∆t |
حرارت کی گنجائش کی اکائیاں
حرارت کی گنجائش کی SI اکائی جول فی کیلون یا جول فی ڈگری C ہے۔ حرارت کی گنجائش کی دیگر عام اکائیاں cal °C -1 اور kcal °C -1 ہیں۔
1 kcal °C -1 = 1000 cal °C -1
1 کیلوری K -1 = 4.2 J K -1
جسم کی حرارت کی گنجائش جب یونٹ ماس میں ظاہر کی جاتی ہے تو اس جسم کے مادے کی مخصوص حرارت کی گنجائش کہلاتی ہے۔ یہ علامت c سے ظاہر ہوتا ہے۔ مخصوص حرارت کی صلاحیت مادہ کی خصوصیت ہے اور مختلف اداروں کے لیے مختلف ہوتی ہے۔ کسی مادے کی مخصوص حرارت کی گنجائش اس مادے کے جسم کے فی یونٹ ماس کی حرارت کی صلاحیت کے طور پر بیان کی جاتی ہے۔
مخصوص حرارت کی گنجائش c = جسم کی حرارت کی گنجائش C' / جسم کا ماس m جیسا کہ C' = Q ∕ ∆t لہذا، \(c = \frac{Q}{m \times \Delta t}\) یا \(Q = c \times m \times \Delta t\) کسی مادے کی مخصوص حرارت کی گنجائش اس مادہ کے یونٹ ماس کے درجہ حرارت کو 1 °C یا 1 K تک بڑھانے کے لیے درکار حرارتی توانائی کی مقدار ہے۔ |
جسم کے درجہ حرارت کو بڑھانے کے لیے جذب ہونے والی حرارت کی توانائی کی مقدار تین عوامل پر منحصر ہے:
مخصوص حرارت کی گنجائش کی اکائی
مخصوص حرارت کی گنجائش کی SI یونٹ جول فی کلوگرام فی کیلون (J kg -1 K -1 ) یا جول فی کلوگرام فی ڈگری سیلسیس (J kg -1 °C -1 ) ہے۔
مخصوص حرارت کی گنجائش کی دیگر اکائیاں cal g -1 °C -1 اور kcal kg -1 °C -1 ہیں۔
1 کیلوری گرام -1 °C -1 = 4.2 × 10 3 J kg -1 K -1
مثال کے طور پر، اگر لوہے کی مخصوص حرارت کی گنجائش .48 J∕g °C ہے، تو اس کا مطلب ہے کہ 1 گرام لوہے کے درجہ حرارت کو 1°C تک بڑھانے کے لیے درکار حرارتی توانائی 0.48 J ہے۔
| حرارت کی صلاحیت | مخصوص گرمی کی صلاحیت |
| یہ حرارت کی توانائی کی مقدار ہے جو پورے جسم کے درجہ حرارت کو 1 ° C تک بڑھانے کے لیے درکار ہے۔ | یہ حرارت کی توانائی کی مقدار ہے جو جسم کے ایک یونٹ ماس کے درجہ حرارت کو 1 ° C تک بڑھانے کے لیے درکار ہوتی ہے۔ |
| یہ مادہ اور جسم کے بڑے پیمانے پر منحصر ہے؛ جتنا زیادہ ماس ہوگا اس کی حرارت کی گنجائش زیادہ ہے۔ | یہ جسم کے بڑے پیمانے پر منحصر نہیں ہے؛ یہ جسم کے مادہ کی خصوصیت ہے۔ |
| اس کی اکائی JK- 1 | اس کی اکائی J Kg-1K -1 |
مختلف مادوں کے لیے مخصوص حرارت کی گنجائش مختلف ہوتی ہے۔ عام طور پر، ایک اچھے کنڈکٹر میں حرارت کی مخصوص گنجائش کم ہوتی ہے جبکہ ایک خراب موصل میں حرارت کی مخصوص گنجائش زیادہ ہوتی ہے۔ اگر ہم ایک ہی برنر پر دو مختلف مادوں کی مساوی مقدار کو گرمی کی فراہمی کے لیے مساوی مقدار میں گرم کرتے ہیں، تو ہم دیکھیں گے کہ ایک ہی وقت کے وقفے کے بعد، دو مختلف مادوں کے لیے درجہ حرارت میں اضافہ مختلف ہے۔ یہ ان کی مختلف مخصوص حرارت کی صلاحیتوں کی وجہ سے ہے۔ کم مخصوص حرارت کی گنجائش والا مادہ درجہ حرارت میں تیزی سے اور زیادہ اضافے کو ظاہر کرتا ہے اس لیے یہ اعلی مخصوص حرارت کی گنجائش والے مادے کے مقابلے میں گرمی کا ایک بہتر کنڈکٹر ہے جو درجہ حرارت میں آہستہ اور چھوٹے اضافے کو ظاہر کرتا ہے۔
پانی میں اعلی مخصوص حرارت کی گنجائش ہے (=4200 J Kg -1 K -1 )۔ کسی مادے کے لیے اس کے مختلف مراحل میں حرارت کی مخصوص صلاحیت مختلف ہوتی ہے جیسے پانی کے لیے، مخصوص حرارت کی گنجائش 4200 J Kg -1 K -1 ہے، برف کی 2100 J Kg -1 K -1 ہے اور بھاپ 460 J Kg -1 K ہے۔ -1 ۔
| مادہ | مخصوص گرمی کی صلاحیت | |
| J Kg -1 K -1 میں | cal g -1 ° C -1 میں | |
| لیڈ | 130 | 0.031 |
| چاندی | 235 | 0.055 |
| تانبا | 399 | 0.095 |
| لوہا | 483 | 0.115 |
| ایلومینیم | 882 | 0.21 |
| مٹی کا تیل | 2100 | 0.50 |
| برف | 2100 | 0.50 |
| سمندر کا پانی | 3900 | 0.95 |
| پانی | 4180 | 1.0 |
درجہ حرارت اور مخصوص حرارت: نیچے کا گراف دکھاتا ہے کہ ایک گرام حرارت کی ایک کیلوری سے کتنے ڈگری سیلسیس بڑھتا ہے۔ 
سوال 1: 30 ڈگری سینٹی گریڈ پر 50 جی کے ایک دھاتی ٹکڑے کو اس کا درجہ حرارت 330 ڈگری سینٹی گریڈ تک بڑھانے کے لیے 2400 J حرارت کی توانائی درکار ہوتی ہے۔ دھات کی مخصوص حرارت کی گنجائش کا حساب لگائیں۔
حل: دیا گیا، m = 50 g، حرارت کی توانائی = 2400 J، درجہ حرارت میں اضافہ = 330 − 30 = 300 °C = 300 K۔
مخصوص حرارت کی گنجائش \(c = \frac{2400}{50 \times 300} = .16 \) J g -1 K -1
سوال 2: 40 ڈگری سینٹی گریڈ درجہ حرارت پر 0.84 J g -1 K -1 کے مخصوص حرارت کی گنجائش والے مائع A کے کتنے بڑے پیمانے کو 100 G مائع B کے مخصوص حرارت کی گنجائش 2.1 J g -1 K -1 کے ساتھ ملانا ضروری ہے؟ 20 ° C تاکہ مرکب کا آخری درجہ حرارت 32 ° C ہو جائے؟
حل: مائع A = 40−32 = 8 °C کے درجہ حرارت میں کمی، مائع B = 32 − 20 = 12 °C کے درجہ حرارت میں اضافہ
حرارت کی توانائی m گرام مائع A = m × 0.84 × 8 J سے دی جاتی ہے۔
حرارت کی توانائی 100 گرام مائع B = 100 × 2.1 × 12 J سے لی گئی
یہ فرض کرتے ہوئے کہ گرمی کا کوئی نقصان نہیں ہے، A کے ذریعہ دی گئی حرارت کی توانائی = B کے ذریعہ لی گئی حرارت کی توانائی
m×0.84×8 = 100×2.1×12 ⇒ m = 375 گرام
