Ciepło właściwe

Dotąd była mowa o ogrzewaniu wody i o ilościach  kalorii na to zużywanych. A jak się zachowa w tym przypadku każde inne ciała w naturze?

Czy wzięte w tych samych ilościach (na wagę), co i woda, będą wymagały dla podniesienia ich temperatury o jednakową ilość stopni równie wielkiej ilości kalorii? Odpowie nam na to doświadczenie, do którego obecnie przystąpimy.

Dwie równej pojemności kolbki równoważymy na wagach. Do jednej z nich nalewamy wody, do drugiej nafty w takiej ilości, żeby znowu osiągnąć stan równowagi, czyli bierzemy do naszego doświadczenia jednakową ilość gramów każdego z wyżej wymienionych płynów.

Następnie, wyznaczywszy termometrem temperaturę jednego z nich, chociażby wody, ogrzewamy ją przez pewien ściśle określony czas (np. 5 minut) na siatce za pomocą palnika. Usunąwszy po upływie tego czasu kolbkę z siatki i zamieszawszy płyn w niej przy pomocy termometru, notujemy osiągniętą temperaturę, określając jednocześnie otrzymaną zwyżkę (przyrost temperatury). Potem to samo przerabiamy z naftą, używając tego co i poprzednio, palnika. Kolbka z naftą powinna być zupełnie sucha na stronie zewnętrznej. Miskę z piaskiem dla zasypania płomienia (w razie pęknięcia kolbki i zapalenia się nafty) należy mieć w pogotowiu.

Płomień w obydwu doświadczeniach trzeba ochraniać od ruchów powietrza, bo wtedy ogrzewa się  nierównomiernie. Jaki osiągamy rezultat? Oto przyrost temperatury u nafty jest prawie dwa razy większy, niż u wody.

Obydwie ciecze korzystały jednakowo długo z tego samego źródła ciepła, a jednak temperatura nafty jest wyższa. Te same ilości ciepła, dostarczane w przeciągu 6-u minut przez palnik, wywołały w jednakowych ilościach płynów (każdy po 100 gr.) zupełnie różne podniesienie temperatury. Na cóż to wskazuje? Odpowiemy, że każda kaloria ciepła, udzielona 1 gr. nafty, ogrzewa go więcej niż o 1 stopień C., a właśnie o 1 stopień ogrzałby się nią 1 gr. wody. Inaczej możemy tę samą myśl wyrazić, mówiąc, iż dla podwyższenia temperatury 1 grama nafty o 1 stopień C. trzeba mniej, niż jedną kalorię ciepła.

Gdybyśmy użyli zamiast nafty innego płynu. np. rtęci lub spirytusu czy oliwy, to stwierdzilibyśmy, że te same ilości ciepła, dostarczone w jednakowym czasie, powodowałyby przyrosty temperatury różne w płynach rozmaitych. Chcąc właśnie uwzględnić tę przed chwilą poznaną przez nas cechę ciał, posługujemy się często w fizyce tak zwanym „ciepłem właściwym”, które po prostu oznacza tę ilość ciepła (wyrażoną w kaloriach), która jest potrzebna do podniesienia temperatury i grama jakiegokolwiek ciała o 1 stopień Celsjusza.