مفهوم وتعريف ومعنى الحرارة
الحرارة مصطلح مرتبط بشكل أساسي بالطاقة، حيث تعد الحرارة شكلاً من أشكال الطاقة، ومن خلال درجة الحرارة نستطيع التعبير عن البرودة والسخونة، وهي تنتج من حركة الجزيئات التي تتكوّن منها المادة حيث إنّ الجزيء وحسب تركيب المادة يتكون من ذرتين تتحركان إما حركة اهتزازية من خلال التجاذب والتنافر بين الذرتين، أو حركة دورانية حيث إن الجزيئين يدوران حول نقطة في محور معيّن أو حركة انتقالية فتتحرك الذرتان معاً كجزيء مع باقي جزيئات المادة، ومن خلال هذه الحركة تتولد الطاقة الحركية.
مع زيادة حركة هذا الجزيئات أو نقصانها تفقد المادة الحرارة أو تكتسبها، فزيادة الحرارة تعني اكتساب جزيئات المادة طاقة حركية تزيد من الحرارة ويتم ذلك عن طريق التسخين وبالتالي عندما نقول أن الجسم ساخن أي أنه اكتسب طاقة حركية جعلت درجة حرارته تزداد، أمّا النقصان في درجة الحرارة تعني أن الجسم فقد طاقة حركية جعلت درجة حرارته تقل، ودرجة الحرارة: هي مجموع قياس الطاقة الحركية التي يبذلها كل جزيء في المادة.
وحدة قياس الحرارة
تقاس درجة الحرارة بعدد من الوحدات، كالتالي:
- الكيلفن: الوحدة الأساسية المعتمدة من قبل المنظومة العالمية هي الكلفن، حيث يجب أن يتم تعويض درجة الحرارة بالكلفن في القوانين التي تحتوي على درجة الحرارة وسمّي الكلفن نسبة إلى العالم لورد كلفن ومن المصطلحات المرتبطة بدرجة الحرارة هذه الصفر المطلق حيث إن درجة الحرارة هذه أقل درجة حرارة وعند درجة الحرارة هذه تتوقف الجزيئات عن الحركة بشكل كامل.
- السلسويس: أو الدرجة المئوية حيث سميت نسبة إلى العالم السويدي اندرس سلسيوس، وتم تقسيم درجات الحرارة بناءً على درجة الغليان والتجمد حيث إن التجمد يكون على درجة حرارة صفر ودرجة الغليان إلى 100، والسلسيوس تستخدم في معظم دول العالم باستثناء الولايات المتحدة الأمريكية التي تستخدم الفهرنهايت في التعبير عن درجة الحرارة.
- الفهرنهايت : سميت نسبة إلى العالم الفيزيائي دانيال فهرنهايت.
التحويل بين درجات الحرارة
الكلفن = السلسيوس + 273.15.
السلسيوس= ( فهرنهايت -32) /1.8.
فلو أردنا حساب درجة فهرنهايت عند متوسط درجة حرارة الجسم الطبيعة وهي 37 درجة يكون كالتالي:
(37×1.8)+ 32 = 98.6 فهرنهايت.
هناك العديد من الطرق ووسائل لقياس درجة الحرارة مثل ميزان الحرارة الزئبقي، والحرارة مهمة في حياتنا اليومية فالطقس ودرجات الحرارة خلال فصول السنة، والطهاة الذين يعتمدون بشكل كبير على درجات حرارة الأفران والثلاجات التي يستخدمونها لإتمام أطباقهم، والتكييف والتبريد والتدفئة هذه التكنولوجيا الجديدة لتحقيق الراحة للإنسان أيام الصيف والشتاء عن طريقة أجهزة التبريد والتكييف التي تغيّر درجة حرارة الجو بما يتناسب مع راحة الإنسان.
