ما هي حاسبة كمية الحرارة المنتقلة؟
تحسب هذه الأداة مقدار الطاقة الحرارية Q التي يجب إضافتها إلى مادة ما أو سحبها منها لتغيير درجة حرارتها. وهي تعتمد على المعادلة الكلاسيكية للحرارة المحسوسة $$Q = m \cdot c \cdot (T_2 - T_1)$$ حيث تتوقف كمية الحرارة على مقدار المادة التي بين يديك، ونوعها، وحجم التغيّر في درجة الحرارة الذي ترغب فيه. وتُعرض النتيجة بوحدتي الجول (J) والكيلوجول (kJ) معًا.
كيفية استخدام الحاسبة
أدخل كتلة المادة بالكيلوجرام، والسعة الحرارية النوعية \(c\) بوحدة J/kg·°C (الماء = 4186، الألومنيوم ≈ 900، النحاس ≈ 385)، ودرجة الحرارة الابتدائية \(T_1\)، ودرجة الحرارة النهائية \(T_2\). القيمة الموجبة لـ \(Q\) تعني أن المادة امتصت حرارة (ارتفعت حرارتها)، أما القيمة السالبة فتعني أنها أطلقت حرارة (انخفضت حرارتها).
شرح المعادلة
$$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$ الكتلة تضخّم الطاقة بشكل خطي، والسعة الحرارية النوعية تخبرك بمقدار الطاقة التي يحتاجها كل كيلوجرام لكل درجة، أما \(\Delta T = T_2 - T_1\) فهي مقدار التغيّر في درجة الحرارة. وتنطبق هذه المعادلة فقط عندما لا يحدث تغيّر في الحالة الفيزيائية (انصهار أو غليان) — إذ تتطلب هذه الحالات حساب الحرارة الكامنة بدلًا من ذلك.
مثال محلول
تسخين 2 كجم من الماء (\(c = 4186\) J/kg·°C) من 20 °م إلى 80 °م. هنا \(\Delta T = 60\) °م، إذن $$Q = 2 \times 4186 \times 60 = 502{,}320 \text{ جول} \approx 502.32 \text{ كيلوجول}$$
الأسئلة الشائعة
ما الوحدات التي ينبغي استخدامها؟ الكتلة بالكيلوجرام والسعة الحرارية \(c\) بوحدة J/kg·°C تعطيان \(Q\) بالجول. احرص على توحيد الوحدات.
هل يمكن قياس ΔT بالكلفن؟ نعم — فالتغيّر بمقدار 1 °م يساوي تغيّرًا بمقدار 1 كلفن، لذا تظل قيمة \(\Delta T\) العددية واحدة لا تتغير.
ماذا لو حدث تغيّر في الحالة الفيزيائية؟ تغطي هذه المعادلة الحرارة المحسوسة فقط. أما الانصهار أو الغليان فيحتاجان إلى معادلة الحرارة الكامنة \(Q = m \cdot L\).
