محتويات
ما مفهوم درجة الحرارة؟
تُعرّف درجة الحرارة في الفيزياء في ما نقيسه باستخدام مقياس الحرارة، حيث يعود مفهوم درجة الحرارة إلى منشأ حسّي، فمثلاً إذا وضعتَ إحدى يديكَ في ماءٍ ساخن والأخرى في ماء بارد، ثمّ وضعت كلتا يديك في ماء فاتر، فعندها ستشعر يدك التي كانت في الماء السّاخن بالبرودة، والتي كانت في الماء البارد بالدفء![١]
ماذا تعرف عن مقاييس درجة الحرارة؟
مقياس درجة الحرارة هو الطريقة التي تقيس فيها درجة الحرارة، وذلك اعتماداً على نقطة البداية ووحدة القياس، ولا بدّ من استخدام أنبوب مُدرَّج بأرقام على طوله، ويحتوي التدرُّج على نقاط من ضمنها درجة التجمّد ودرجة الغليان،[٢] ومن أشهر وحدات قياس درجة الحرارة ما يأتي:[٣]
الدرجة المئوية
بعد حوالي 20 عامًا من اقتراح فهرنهايت لمقياس درجة الحرارة الخاص به، حدَّدَ الأستاذ السويدي أندرس سيلسيوس مقياسًا أفضل لقياس درجة الحرارة، اقترح فيه استخدام نقطة غليان الماء عند 100 درجة مئوية ونقطة تجمد الماء عند 0 درجة مئوية، واختار الماء كمادة مرجعية لأنّه كان متاحًا دائمًا في معظم المختبرات حول العالم.[٤]
يُعتبر مقياس سيليسيوس الأكثر شيوعاً ويستخدم في كل من الحياة اليومية وفي العلوم والصناعة، وفي كل أنحاء العالم تقريبًا.[٤]
الفهرنهايت
يعتمد مقياس فهرنهايت على تحديد الفرق بين نقطة التجمد ونقطة غليان الماء عند الضغط الجوي القياسي، حيث يحتوي المقياس على 180 وحدة، بحيث تُمثّل كلّ وحدة 1 درجة فهرنهايت، وحُدِّدت نقطة 0 درجة فهرنهايت على أنّها درجة حرارة محلول ملحي مصنوع من أجزاء متساوية من الجليد والملح.[٥]
كما حُدّدت نقطة 96 درجة فهرنهايت، على أنّها متوسط درجة حرارة جسم الإنسان، كما أنّ هناك نقاط ثابتة مثل درجة تجمد الماء والتي تساوي 32 درجة فهرنهايت، ودرجة الغليان 212 درجة فهرنهايت.[٥]
الكلفن
حُدِّدَ مقياس كلفن بناءً على مقياس سليسيوس ولكنّ بنقطة بداية عند الصفر المطلق، حيث إنّ درجات الحرارة في مقياس كلفن أقل بمقدار 273 درجة من مقياس سليسيوس.[٦]
يُعدّ مقياس درجة حرارة كلفن هو الوحدة الأساسية لقياس درجة الحرارة الديناميكية الحرارية في النظام الدولي للقياس (SI)، وسُمّي كذلك تكريماً للورد كلفن الذي كان له علاقة كبيرة بتطوير قياس درجة الحرارة والديناميكا الحرارية.[٦]
أسئلة شائعة عن درجة الحرارة
نُدرج لكَ فيما يأتي بعض الأسئلة الشائعة عن درجة الحرارة:
ما جهاز قياس درجة الحرارة؟
هي الأداة المستخدمة لقياس درجة حرارة الأجسام والمواد المختلفة، ويوجد العديد من الأنواع والأشكال لهذا الجهاز حسب الجسم أو المادة المراد قياس درجة حرارتها.[٧]
ما طرق قياس درجة الحرارة؟
تُقاس درجة الحرارة باستخدام ميزان الحرارة أو ما يعرف بجهاز قياس درجة الحرارة، وتختلف طرق قياس درجة الحرارة باختلاف المادة، حيث إنّ هناك 4 أنواع أساسية من أجهزة قياس درجة الحرارة، وهي كالآتي:[٨]
- الأجهزة الميكانيكية
مثل: موازين حرارة السائل في الزجاج، والأشرطة ثنائية المعدن.
- الأجهزة الحرارية
مثل المزدوجات الحرارية.
- المقاومات حرارية
مثل الثرمستورات (RTDs).
- الأجهزة الإشعاعية
مقاييس البيرومتر بالأشعة تحت الحمراء والبصرية.
متى تنخفض درجات الحرارة؟
يُمكن أن يحدث فقدان الحرارة عن طريق انتقال الحرارة عبر التوصيل الحراري من الجلد إلى طبقة الهواء الموجودة حول الجسم، ممّا يسهم في انخفاض درجة حرارة الأجسام المختلفة وارتفاع درجة الحرارة المحيطة بهذه الأجسام.[٩]
ما الفرق بين الحرارة ودرجة الحرارة؟
تصف الحرارة انتقال الطاقة الحرارية بين الجزيئات داخل النظام وتقاس بالجول، وتقيس الحرارة كيفية تحرك أو تدفق الطاقة، حيث يُمكن أن يكتسب الجسم حرارة أو يفقدها، لكن لا يمكن أن يكون له حرارة، فالحرارة هي مقياس للتغيير، وليست أبدًا خاصية يمتلكها كائن أو نظام، بالتالي تُصنّف عملياً على أنّها متغيرة.[١٠]
أمّا درجة الحرارة فتصف متوسط الطاقة الحركية للجزيئات داخل مادة أو نظام، كما أنّها خاصية مادية قابلة للقياس، حيث تُقاس بعدة مقاييس؛ أهمّها سيليسيوس، وكلفن، وفهرنهايت.[١٠]
المراجع
- ↑ "Temperature", lumen, Retrieved 8/9/2021. Edited.
- ↑ "What is Temperature Scale – Definition", Thermal Engineering, Retrieved 8/9/2021.Edited
- ↑ "The Four Types of Temperature Scales", sciencing, Retrieved 8/9/2021. Edited.
- ^ أ ب "Celsius", britannica, Retrieved 8/9/2021. Edited.
- ^ أ ب "Fahrenheit temperature scale", britannica, Retrieved 8/9/2021. Edited.
- ^ أ ب "Kelvin temperature scale", britannica, Retrieved 8/9/2021. Edited.
- ↑ "Thermometer", nationalgeographic, Retrieved 8/9/2021. Edited.
- ↑ "Principles and Methods of Temperature Measurement ", c e d engineering. Edited
- ↑ "Heat Loss", science direct. Edited
- ^ أ ب "Heat vs temperature", Energy education.
