محتويات
مقدمة عن درجة الحرارة
تُعتبر الحرارة أحد أشكال الطاقة التي نتعامل معها بشكل يومي، سواء أدركنا ذلك أم لا. وكما هو الحال مع أنواع الطاقة الأخرى، هناك مقاييس مختلفة يمكننا استخدامها لقياس كمية هذه الطاقة. بالنسبة للحرارة، تقاس باستخدام درجة الحرارة.
تعبّر درجة الحرارة عن درجة سخونة أو برودة الأجسام المختلفة، أي عن كمية الطاقة الحرارية الموجودة في الأجسام المختلفة، وعن حركة الجزيئات في هذه الأجسام نتيجةً لذلك. هناك العديد من الوحدات المختلفة المستخدمة لقياس درجة الحرارة، تُستخدم كل وحدة لغرضٍ معينٍ أو في بلدٍ مختلف. من أشهر هذه الوحدات: السيلسيوس (الدرجة المئوية)، والفهرنهايت، والكلفن.
مقياس درجة الحرارة
يستخدم مقياس السيلسيوس في معظم دول العالم في الحياة اليومية، بينما يُستخدم الفهرنهايت كمقياس رئيسي لدرجة الحرارة في الولايات المتحدة الأمريكية. أمّا الكلفن، أو ما يُعرف بدرجة الحرارة المطلقة، فهو الوحدة المعتمدة من قبل النظام الدولي للوحدات (SI) ويُستخدم بشكلٍ رئيسيٍّ في الأغراض العلمية.
أقل درجة حرارةٍ حسب النظريات العلمية هي ما تُعرف بالصفر المطلق، والتي تكون عندها درجة الحرارة بالكلفن صفر، وهي ما تساوي -273,15 سيلسيوس و-459,67 فهرنهايت. لم يتمكن أيّ من البشر الوصول إلى هذه الدرجة بالفعل أو الكشف عن أي جسمٍ في الكون بدرجة الحرارة هذه. يُعبّر الصفر المطلق عن درجة الحرارة التي تكون عندها الجزيئات ثابتةً لا تتحرك على الإطلاق.
تختلف وحدات درجات الحرارة المختلفة عن بعضها البعض في أمرين رئيسيين: النقطة التي يتمّ عندها تحديد الصفر، ومقدار الزيادة في هذه الوحدات. فعلى سبيل المثال، درجة الصفر في وحدة السيلسيوس تكون عند درجة تجمد الماء عند الضغط الجوي وسطح البحر، بينما تكون درجة تجمد الماء بالفهرنهايت هي 32 فهرنهايت.
انتقال الحرارة
تستمر درجة الحرارة في التغير بشكلٍ مستمرٍ في الأجسام نتيجةً لانتقال الطاقة الحرارية بين تلك الأجسام. عندما يفقد الجسم الأكثر سخونةً الطاقة الحرارية إلى الجسم الأبرد تقلّ درجة الحرارة تبعاً لذلك والعكس صحيح. غالباً لا يمكن لدرجة حرارة الأجسام الثبات إلا بوجود مصدرٍ للحرارة يُعوّض عن تلك الطاقة المفقودة، وحتى في هذه الحالات يكون هنالك تأرجحٌ بسيطٌ في هذه الدرجة.
على سبيل المثال، يُعتبر جسم الإنسان السليم أحد الأجسام الثابتة في درجة الحرارة. درجة حرارة الإنسان السليم تساوي 37 درجة مئوية. يعوّض الجسم الطاقة المفقودة نتيجة الانتقال الحراري عن طريق إنتاج هذه الطاقة من جديد بحرق الغذاء في خلايا الجسم عن طريق عملية الأيض.
تطبيقات درجة الحرارة
تُستخدم درجة الحرارة في العديد من العلوم المختلفة بل في أغلبها. تُعتبر من أهمّ الوحدات في الفيزياء والكيمياء والهندسة والطب أيضاً. درجة الحرارة تؤثّر على كثيرٍ من الأمور المختلفة في الطبيعة، فتتغيّر خواص المواد المختلفة بتغير درجة الحرارة. لذلك، غالباً ما نرى درجة الحرارة في المعادلات المختلفة في هذه العلوم.
كما أنّ درجة الحرارة هي أحد الأمور التي يتتبعها الجميع بشكلٍ يوميٍّ لمعرفة أحوال الطقس في ذلك اليوم والتي تختلف باختلافها كميّة الملابس التي نرتديها وغيرها من الأمور المختلفة.