بحث كامل عن الحرارة النوعية
بحث كامل عن الحرارة النوعية، يستخدم الناس الحرارة بأشكال مختلفة لكي يقوموا بإنجاز الكثير من الأعمال اليومية و تسهيل الحياة على البشر، فمثلاً تستخدم الحرارة في طهي الطعام في المنازل، وكذلك تستخدم الحرارة أيضًا في إذابة الأشياء الصلبة مثل أسئلة الذهب وتشكيله، وأيضًا تستخدم الحرارة في تليين الفولاذ واعادة تشغيلة مرة أخرى.
تعتبر الحرارة من أهم أشكال الطاقة، والحرارة بمجرد أن نذكرها نتذكر حرارة الشمس والصيف، وشعورنا بالحرارة والضيق في فصل الصيف، ولكن الحرارة تعتبر شيء هام جدا في حياتنا اليومية ولا يمكننا الاستغناء عنها، وسوف نعرض في هذا البحث الكامل عن الحرارة النوعية، تعريف الحرارة النوعية، ومصادر الحرارة، وكيف تعمل الحرارة، وكيفية حساب الحرارة النوعية ، الحرارة النوعية لبعض الأجسام.
شاهد ايضًا : بحث كامل عن الوقت وأهميته في حياة الإنسان
مقدمة بحث عن الحرارة النوعية
تختلف الحرارة من حيث نوعية المادة، وكذلك تختلف المادة من حيث توصيل درجة الحرارة، ويعود ذلك نتيجة اختلاف الذرات بين جزيئات المواد، فهناك مواد مثل الحديد متماسكة الجزيئات، حيث تتراص جزيئاته بشكل متلاصق بجانب بعضهم البعض، وهناك أجسام مثل الماء جزيئاته غير مترابطة مع بعضها لهذا تمر الحرارة بسهولة في المياه ويكون من السهل تسخين المياه.
وتنتقل الحرارة في السوائل والأجسام الصلبة والغازات، وتستخدم درجة الحرارة كمدلول على الطاقة الداخلية للجسم، و يستخدم الترمومتر لقياس درجة حرارة الجسم، والطاقة تنتقل من جسم لجسم آخر بالتلامس، فإذا لامست صخرة ساخنة صخرة باردة، فإن طاقة الصخرة الساخنة سوف ينتقل للصخرة الباردة.
تعريف الحرارة النوعية Specific Heat
تعرف الحرارة النوعية بأنها: هي كمية الحرارة اللازمة لتغيير درجة حرارة وحدة الكتلة من الجسم بمقدار درجة واحدة، ويرمز لها بالرمز (c)، ووحدة قياسها دوليا هو جول / كجم ْم أو جول / كجم كلفن.
وفي الجدول التالي نوضح اختلاف الحرارة النوعية من جسم لآخر جول/كجم :
- الماء 4180
- زيت الزيتون 1971
- ألمنيوم 895
- زجاج عادي 832
- نحاس 389
- فضة 234
- الزئبق 139
- الذهب 125
تختلف المادة من حيث توصيل درجة الحرارة، ويعود ذلك نتيجة اختلاف الذرات بين جزيئات المواد، فهناك مواد مثل الحديد متماسكة الجزيئات، فعند تسخين الحديد فإن درجة الحرارة ترتفع في الحديد بشكل سريع، ونجد العكس في الماء، حيث جزيئات الماء متباعدة فإن درجات الحرارة تنتقل في وقت كبير، وذلك لأن جزيئات الماء غير مترابطة.
شاهد ايضًا : بحث عن أطفال الشوارع بالمراجع
قياس الحرارة النوعية
تقاس الحرارة النوعية بحرارة المادة مقسوم على كتلتها : c =C/m
حيث تمثل ال c : الحرارة النوعية ، وتمثل C : السعة الحرارية ، وتمثل m : كتلة المادة.
وهذا يوضح أن السعة الحرارية تتناسب طردياً مع كتلة المادة، وهنا نجد ان نوع المادة أصبح يؤثر في الحرارة التي سوف تستخدم في رفع درجة حرارته.
أما عن كمية الحرارة، فإن قانون قياس كمية الحرارة هو : Q=cm^t
حيث Q : هي كمية الحرارة ، c : هي درجة الحرارة ، m : هي كتلة المادة، ^t : هي التغير في درجة الحرارة.
ويتضح لنا من هذه المعادلة أن أي مادة تلزم حرارة وتثأر بكمية الحرارة وكذلك التغيير في درجة الحرارة، وهذا معناه مع زيادة درجة الحرارة وكتلة المادة تزيد كمية الحرارة التي تنقل للمادة.
مثال : السعة الحرارية للماء هي 4180 ، وهذا يعني أن الماء يحتاج الى 4180 جول من الطاقة، لكي يقوم برفع كيلو جرام واحد فقط من الماء درجة حرارة واحد مئوية، وهذا يبين لنا أن الماء هو من أكثر العناصر له سعة حرارية في الطبيعة، ولهذا سبحان الله الماء يمثل 70% من جسم الإنسان، لكي يساعده في الاحتفاظ بدرجة حرارة جسمه، كذلك يغطي الماء معظم سطح الأرض، لكي يفعل الماء التوازن في درجات الحرارة الجو والكائنات الحية على سطح الأرض.
مصادر الحرارة
مصادر الحرارة هي عبارة عن الاشياء التي تستمد منها الاجسام الطاقة الحرارية ومن أهمها :
1- الشمس ، 2- الكهرباء ، 3- الاحتكاك ، 4- الطاقة النووية
الشمس
الشمس هي المصدر الأهم والرئيسي للطاقة، فلولا وجود الشمس ودفء الشمس وأشعتها، لكانت الأرض باردة وانعدمت الحياة على كوكب الأرض، وقد أصبح هذه الأيام استخدام الطاقة الشمسية كمصدر نظيف ودائم من مصادر الطاقة كبير في السخانات الشمسية ومحطات الطاقة الشمسية، وأصبح استخدام الطاقة الشمسية لتشغيل المحطات أو الأفران والسخانات أمر منتشر، حيث تعتبر الشمس مصدر نظيف للطاقة.
الكهرباء
الكهرباء تعتبر من أهم مصادر الطاقة التي تم استخدامها، حيث استخدمت المواد الموصلة للطاقة الكهربية مثل الأسلاك، في توصيل الكهرباء وتشغيل العديد من الاجهزة بالطاقة الكهربائية، وأصبح الناس هذه الأيام لا يمكنهم الاستغناء عن الطاقة الكهربائية، حيث تستخدم الكهرباء في تشغيل معظم الاجهزة مثل الغسالات والثلاجات والأفران الكهربائية وغيرها من الأجهزة.
الاحتكاك
وجد الاوائل ان احتكاك جسم بجسم آخر يولد طاقة حرارية، واعتمد الكثير سابقا على استخدام الاحتكاك في توليد الطاقة أو الحرارة، حيث أصبح استخدام الاحتكاك في تشغيل الآلات أو جزء من الادلة، وأيضاً يستخدم التشحيم عن طريق زيوت التشحيم في التسهيل من عملية الاحتكاك في الالة المولدة للطاقة، ويقلل هذا الزيت من توليد الحرارة، حيث يقلل الزيت من هذا الاحتكاك.
الطاقة النووية
الطاقة النووية تولد كمية هائلة من الحرارة، حيث الأسلحة النووية تولد كميات مهولة من الحرارة، بسرعة وكثافة عالية ، ولها أيضاً قدرة تدميرية عالية جداً، ولا يمكن أن نتحكم في الحرارة التي تنتج من الأسلحة النووية لكي يتم الاستفادة منها استفادة كبيرة، حيث لو ان الطاقة الحرارية المنبعثة من الأسلحة النووية يمكن أن نتحكم في بطئها كان من الممكن الاستفادة من هذا الكم الهائل من الطاقة الحرارية، وبالفعل تم اختراع جهاز يسمى المفاعل النووي للتحكم في درجة الحرارة المنبعثة من هذه الطاقة النووية، واستخدام هذه الطاقة في اشياء مفيدة ونافعة مثل توليد الطاقة الكهربائية.
خصائص الحرارة
- تغير درجات الحرارة يؤدي الى انكماش وتمدد بعض المواد، وقد تتسبب التغيرات في درجات الحرارة إلى مشكلات كبيرة في انكماش وتمدد بعض المواد المستخدمة مثال في البناء.
- الترموستات هو عبارة عن الجهاز الذي ينظم درجات الحرارة.
- عند التسخين تتمدد الغازات والسوائل وكذلك الأجسام الصلبة، ولكن يختلف معدل تمددها على حسب جزيئاتها وتكوينها.
- الحرارة تستخدم في صهر الأجسام الصلبة و غليان السوائل، حيث تتسبب درجات الحرارة في تغيير خصائص المادة، حيث تتسبب الحرارة في اضطرابات لخصائص المادة وتحويلها من شكل لآخر.
- عندما يلمس جسم ساخن جسم بارد فإنه يأخذ من حرارته، حيث ملامسة جسم بدرجة حرارة لجسم آخر تعمل الحرارة على تغيير خصائص الجسم الآخر.
شاهد ايضًا : بحث عن كرة السلة ومهاراتها وقوانينها
خاتمة بحث عن الحرارة النوعية
وختاما فقد وصلنا في هذا البحث إلى تعريف الحرارة النوعية، وكيفية حساب الحرارة النوعية، وكذلك مصادر الطاقة، وكذلك خصائص الحرارة، وقد وصلنا أيضًا في هذا البحث إلى أن الحرارة شكل من أشكال الحرارة، وقد تم اكتشاف ذلك في منتصف القرن التاسع عشر، تختلف المادة من حيث توصيل درجة الحرارة، ويعود ذلك نتيجة اختلاف الذرات بين جزيئات المواد، فهناك مواد مثل الحديد متماسكة الجزيئات، فعند تسخين الحديد فإن درجة الحرارة ترتفع في الحديد بشكل سريع، ونجد العكس في الماء، حيث جزيئات الماء متباعدة فإن درجات الحرارة تنتقل في وقت كبير.