النظم والطاقة الداخلية والحرارة النوعية

أعطِ الحرارة نفسها لأشياء مختلفة فتسخن بمقادير مختلفة. ثلاثة عوامل تهم. أولًا الكتلة: فالحرارة نفسها ترفع درجة حرارة كتلة صغيرة أكثر مما ترفع كتلة كبيرة. ثانيًا المادة: فالحرارة نفسها تسخّن ١ كغ من الزيت أكثر من ١ كغ من الماء. ثالثًا الحالة: فالجليد يسخن أكثر من الكتلة نفسها من الماء السائل. ونقيس الفرق بالحرارة النوعية، وهي الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة ١ كغ من المادة بمقدار ١ °C. فالماء نحو ٤١٨٠ جول لكل كغ لكل °C، والجليد نحو ٢٠٩٠، وزيت الذرة نحو ٢٠٠٠، والألومنيوم نحو ٩٠٠، والحديد نحو ٤٥٠، والنحاس نحو ٣٨٥ (وهي قيم الكتاب المقرّبة). فللكتلة نفسها يحتاج الماء إلى نحو ضعف حرارة الجليد، ونحو تسعة أمثال حرارة الحديد، لرفع الدرجة بالمقدار نفسه. ولهذا يبرّد الماء محركات السيارات، ولهذا تتغير حرارة البحر ببطء، ولهذا يحافظ الجسم، وأكثره ماء، على درجة حرارة ثابتة. وفي الاختبار العادل نغيّر متغيرًا واحدًا ونقيس آخر ونُبقي الباقي متساويًا. استخدم دائمًا الشمس أو ماء الصنبور الدافئ للتجارب في البيت، وليس لهبًا أبدًا.