حاسبة هندسية

حاسبة الطاقة الحرارية

استخدم العلاقة Q = m × c × ΔT لحساب الطاقة الحرارية أو الكتلة أو الحرارة النوعية أو فرق الحرارة مع واجهة عربية واضحة.

هدف الحساب

تستخدم قيمة الماء التقريبية 4186 J/(kg·K). قد تختلف الحرارة النوعية الفعلية حسب المادة والحرارة.

نتيجة الحساب

وحدة النتيجة التلقائية: kJ

المعادلة بعد التعويض

Q = m × c × ΔT Q = 2 kg × 4,186 J/(kg·K) × 20 °C Q = 167.44 kJ

مكافئ SI: 167,440 J

متى تستخدم هذه الأداة؟

تحسب هذه الأداة الطاقة الحرارية اللازمة لتغيير درجة حرارة مادة ضمن مجال معين.

وهي مناسبة لتقديرات التسخين الأولية في المياه والعمليات والخزانات والتجارب.

المعادلات المستخدمة

  • Q = m × c × ΔT
  • m = Q / (c × ΔT)
  • c = Q / (m × ΔT)
  • ΔT = Q / (m × c)

المتغيرات ومعناها

Q
الطاقة الحرارية المنتقلة أو المخزنة.
m
الكتلة التي يجري تسخينها أو تبريدها.
c
الحرارة النوعية للمادة.
ΔT
فرق الحرارة بين الحالة الابتدائية والنهائية.

جداول الوحدات

وحدات الطاقة

اسم الوحدةالرمزمكافئ SIالاستخدام الشائع
JouleJ1 JBase SI energy unit
KilojoulekJ1,000 JEngineering heat calculations
MegajouleMJ1,000,000 JLarge energy transfers
GigajouleGJ1,000,000,000 JVery large energy budgets
Watt-hourWh3,600 JSmall electrical energy quantities
Kilowatt-hourkWh3,600,000 JElectricity consumption and storage capacity
Caloriecal4.184 JLegacy heat and laboratory calculations
Kilocaloriekcal4,184 JPractical heat-energy notation
British thermal unitBtu1,055.05585262 JHVAC and Anglo-American heat calculations

وحدات الكتلة

اسم الوحدةالرمزمكافئ SIالاستخدام الشائع
Milligrammg0.000001 kgVery small sample masses
Gramg0.001 kgSmall sample masses
Kilogramkg1 kgBase SI mass unit
Tonnet1,000 kgLarge masses and bulk materials
Ounceoz0.028349523125 kgImperial/US small mass measurements
Poundlb0.45359237 kgImperial/US mass measurements

وحدات الحرارة النوعية

اسم الوحدةالرمزمكافئ SIالاستخدام الشائع
Joule per kilogram-kelvinJ/(kg·K)1 J/(kg·K)Base SI specific-heat unit
Joule per gram-degree CelsiusJ/(g·°C)1,000 J/(kg·K)Laboratory and material tables
Kilojoule per kilogram-kelvinkJ/(kg·K)1,000 J/(kg·K)Practical engineering reports
Kilojoule per kilogram-degree CelsiuskJ/(kg·°C)1,000 J/(kg·K)Reports using °C temperature differences
Calorie per gram-degree Celsiuscal/(g·°C)4,184 J/(kg·K)Legacy thermal-property charts
Btu per pound-degree FahrenheitBtu/(lb·°F)4,186.80058485 J/(kg·K)Imperial/US thermal-property tables

وحدات فرق الحرارة

اسم الوحدةالرمزمكافئ SIالاستخدام الشائع
Kelvin differenceK1 KSI temperature difference
Degree Celsius difference°C1 KPractical temperature-difference notation
Degree Fahrenheit difference°F0.555555555556 KImperial/US temperature-difference notation

أمثلة سريعة

تسخين 2 kg من الماء بمقدار 20 °C

باستخدام 4186 J/(kg·K) تقريبا، تكون الطاقة المطلوبة نحو 167.44 kJ.

كم يرفع 84 kJ حرارة 1 kg من الماء؟

يعطي ذلك زيادة حرارية تقارب 20.07 °C.

استخدامات شائعة

  • تقدير أحمال التسخين الأولية
  • مقارنة السعات الحرارية للمواد
  • فحوص التسخين في الخزانات والدفعات
  • أمثلة تعليمية في الاتزان الحراري

الافتراضات والقيود

  • يفترض الحساب ثبات الحرارة النوعية عبر المجال الحراري.
  • لا يشمل تغير الطور أو فقد الحرارة أو تأثيرات الخلط.
  • تتطلب الحسابات العكسية قيما فيزيائية معقولة وغير صفرية عند القسمة.

المراجع

  1. OpenStax University Physics - Temperature and Heat
  2. BIPM SI Brochure
  3. NIST Guide to the SI

روابط مرتبطة

حاسبات مرتبطة

تحويلات مرتبطة