حاسبة السعة الحرارية

الفئة: فيزياء
- أبريل 21, 2025
| |

السعة الحرارية النوعية هي كمية الطاقة الحرارية المطلوبة لرفع درجة حرارة مادة ما لكل وحدة من الكتلة. الصيغة التي تربط بين السعة الحرارية النوعية والكتلة وتغير درجة الحرارة والطاقة هي: Q = m × c × ΔT

تساعدك هذه الآلة الحاسبة في العثور على أي من هذه القيم عندما تعرف الثلاثة معلمات الأخرى.

حول السعة الحرارية النوعية

السعة الحرارية النوعية هي مقياس لمدى الطاقة (على شكل حرارة) المطلوبة لرفع درجة حرارة كتلة معينة من مادة ما بمقدار معين.

الصيغة الأساسية:

المعادلة الأساسية التي تربط بين الطاقة الحرارية والكتلة والسعة الحرارية النوعية وتغير درجة الحرارة هي:

  • Q = m × c × ΔT

حيث:

  • Q = الطاقة الحرارية المنقولة (جول، J)
  • m = كتلة المادة (كيلوجرام، kg)
  • c = السعة الحرارية النوعية (جول لكل كيلوجرام لكل كلفن، J/kg·K)
  • ΔT = تغير درجة الحرارة (كلفن أو سيلسيوس، K أو °C)
السعات الحرارية النوعية الشائعة:
  • الماء: 4,186 J/kg·K
  • الألومنيوم: 897 J/kg·K
  • الحديد: 449 J/kg·K
  • النحاس: 385 J/kg·K
  • الزجاج: ~840 J/kg·K
  • الخرسانة: ~880 J/kg·K
  • الخشب (بلوط): ~2,000 J/kg·K
  • الذهب: 129 J/kg·K
  • الفضة: 235 J/kg·K
  • الثلج: 2,108 J/kg·K
  • الهواء: ~1,005 J/kg·K (عند ضغط ثابت)
التطبيقات:
  • الهندسة الحرارية: تصميم أنظمة التدفئة والتبريد
  • علوم المواد: تحديد الخصائص الحرارية للمواد
  • التحكم في المناخ: حساب متطلبات التدفئة والتبريد
  • الطبخ: فهم كيفية تسخين الأطعمة المختلفة
  • الحرارة النوعية: قياس نقل الحرارة في التفاعلات الكيميائية
  • تصميم العزل: إنشاء حواجز حرارية فعالة
تحويل الوحدات:
  • 1 جول (J) = 0.001 كيلوجول (kJ)
  • 1 جول (J) = 0.239 سعرات حرارية (cal)
  • 1 سعر حراري (cal) = 4.184 جول (J)
  • 1 كيلو سعر حراري (kcal) = 4,184 جول (J)
  • 1 وحدة حرارية بريطانية (BTU) = 1,055 جول (J)
  • 1 كلفن (K) = 1 درجة سيلسيوس (°C) تغيير
  • 1 كلفن (K) = 1.8 درجة فهرنهايت (°F) تغيير

ما هو حاسبة السعة الحرارية النوعية؟

حاسبة السعة الحرارية النوعية هي أداة تساعدك في تحديد واحدة من أربع قيم رئيسية تتعلق بالطاقة الحرارية: نقل الطاقة (Q)، الكتلة (m)، السعة الحرارية النوعية (c)، أو تغير درجة الحرارة (ΔT). من خلال إدخال أي ثلاثة من هذه القيم، تجد الحاسبة القيمة المفقودة باستخدام معادلة الطاقة الحرارية الأساسية.

المعادلة: Q = m × c × ΔT

  • Q: الطاقة الحرارية المنقولة (بالجول، J)
  • m: كتلة المادة (بالكيلوغرام)
  • c: السعة الحرارية النوعية (بالجول/كغم·ك)
  • ΔT: تغير درجة الحرارة (بالكلفن أو السلسيوس)

كيفية استخدام الحاسبة

اتبع هذه الخطوات لحساب القيمة المطلوبة:

  1. اختر ما تريد حسابه: الطاقة (Q)، الكتلة (m)، السعة الحرارية (c)، أو تغير درجة الحرارة (ΔT).
  2. أدخل القيم المعروفة في حقول الإدخال الخاصة بها.
  3. اختر الوحدات الصحيحة من قوائم السحب.
  4. إذا كنت تستخدم درجة الحرارة، يمكنك إدخال تغير درجة الحرارة مباشرة أو تقديم درجات الحرارة الابتدائية والنهائية.
  5. انقر على زر احسب للحصول على نتيجتك.
  6. عرض الإجابة مع تحويلات وحدات بديلة.

لماذا تعتبر هذه الحاسبة مفيدة؟

فهم السعة الحرارية النوعية مهم في العديد من المجالات، بما في ذلك:

  • الطبخ: توقع المدة التي يستغرقها تسخين أو تبريد الطعام.
  • أنظمة التدفئة والتبريد: حساب كمية الطاقة اللازمة لتسخين غرفة أو تبريد مشروب.
  • الهندسة: تصميم أنظمة عزل حراري أو تبريد فعالة.
  • الفيزياء والكيمياء: إجراء تجارب تتعلق بنقل الحرارة والحفاظ على الطاقة.
  • علوم البيئة: دراسة امتصاص الحرارة في مواد مختلفة، مثل الماء والهواء.

أسئلة شائعة (FAQ)

1. ما هي السعة الحرارية النوعية؟

السعة الحرارية النوعية هي كمية الحرارة المطلوبة لتغيير درجة حرارة كيلوغرام واحد من مادة ما بمقدار درجة كلفن واحدة (أو سلسيوس).

2. ما هي الوحدات الشائعة للطاقة؟

تقاس الطاقة عادة بالجول (J)، ولكن تستخدم وحدات أخرى مثل الكيلوجول (kJ)، والسعرات الحرارية (cal)، ووحدات الحرارة البريطانية (BTU) أيضًا.

3. كيف أعرف القيم التي يجب إدخالها؟

إذا كنت تحسب الطاقة، أدخل الكتلة، السعة الحرارية النوعية، وتغير درجة الحرارة. إذا كنت بحاجة إلى إيجاد الكتلة، قدم الطاقة، السعة الحرارية، وتغير درجة الحرارة. تقوم الحاسبة بالتكيف بناءً على اختيارك.

4. هل يمكنني حساب الطاقة بوحدات مختلفة؟

نعم! توفر الحاسبة نتائج بوحدات متعددة، مما يسمح لك بالمقارنة والتحويل بسهولة.

5. لماذا أحتاج إلى اختيار مادة؟

تمتلك المواد المختلفة سعات حرارية نوعية مختلفة. اختيار مادة يملأ قيمتها الحرارية النوعية النموذجية، مما يوفر الوقت ويحسن الدقة.

الخاتمة

تجعل حاسبة السعة الحرارية النوعية حسابات الطاقة الحرارية بسيطة ودقيقة. سواء كنت طالبًا أو عالمًا أو مهندسًا، تساعدك هذه الأداة في إجراء حسابات سريعة وسهلة لمختلف التطبيقات. جربها وانظر كيف يعمل نقل الطاقة في مواد مختلفة!