فهم قياس الحرارة: دليل شامل

جدول المحتويات

• ما هي الحرارة؟
• تقنيات قياس الحرارة
• الحرارة مقابل الطاقة الحرارية
• نصائح لتحسين دقة القياس
• المراجع

ما هي الحرارة؟

تُعرّف الحرارة (بالإنجليزية: Temperature) بأنها مقياس لمدى سخونة أو برودة جسم ما. وهي تعبير عن متوسط الطاقة الحركية للجزيئات المكونة لهذا الجسم. كلما زادت الطاقة الحركية للجزيئات، زادت درجة حرارتها. من المهم ملاحظة أن درجة حرارة نظام ما لا تُساوي بالضرورة مجموع الطاقة الحرارية المخزنة فيه. فمثلاً، عود ثقاب مشتعل له حرارة أعلى بكثير من جبل جليدي، إلا أن الطاقة الحرارية الكلية في الجبل الجليدي تفوق بكثير طاقة عود الثقاب. [1]

تقنيات قياس الحرارة

تقاس الحرارة باستخدام أجهزة تقيس الطاقة الحرارية للجزيئات. عند ارتفاع الحرارة، تزداد سرعة الجزيئات، مما يؤدي إلى تمدد المادة. تستغل بعض الأجهزة هذا التمدد لقياس الحرارة بشكل غير مباشر، ومنها موازين الحرارة. أحد الأمثلة الشائعة هو ميزان الحرارة السائل، وهو أنبوب زجاجي رفيع مملوء بكمية صغيرة من الزئبق. يعتمد هذا الميزان على خاصية التمدد الحراري للزئبق عند ارتفاع درجة الحرارة، مما يُظهر ارتفاع مستوى الزئبق على المقياس. [2]

تتواجد ثلاث وحدات أساسية لقياس الحرارة: [3]

• فهرنهايت (F): حيث درجة غليان الماء 212 درجة فهرنهايت، ودرجة تجمده 32 درجة فهرنهايت.
• سيلسيوس (C): وهو المقياس المئوي الأكثر شيوعاً، حيث درجة تجمّد الماء 0 درجة مئوية، ودرجة غليانه 100 درجة مئوية. [4]
• كلفن (K): وهو مقياس يعتمد على الصفر المطلق. يمكن تحويل درجة الحرارة من كلفن إلى سيلسيوس بالعلاقة: درجة الحرارة بالكلفن = درجة الحرارة بالسيلسيوس + 273.15. [4]

الحرارة مقابل الطاقة الحرارية

على الرغم من الارتباط الوثيق بين الحرارة والطاقة الحرارية، إلا أنهما مفهومان مختلفان. [5]

• الحرارة: هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية للجزيئات.
• الطاقة الحرارية: هي الطاقة الكلية للجزيئات في نظام ما، وهي مرتبطة بكمية المادة ودرجة حرارتها.

نصائح لتحسين دقة القياس

لتحقيق نتائج دقيقة عند قياس الحرارة، اتبع النصائح التالية:

• استخدم ميزان حرارة عالي الجودة.
• نظف طرف ميزان الحرارة قبل وبعد الاستخدام.
• لا تحرك لسانك عند قياس الحرارة عن طريق الفم.
• تأكد من جفاف الإبط عند قياس الحرارة عن طريق الإبط.
• انتظر لمدة 20 دقيقة بعد تناول المشروبات الساخنة أو الباردة قبل القياس.

المراجع

[1] “Temperature”, Britannica, 7/7/2021, Retrieved 29/6/2021. Edited.

[2] “Temperature”, BYJU’S, Retrieved 29/6/2021. Edited.

[3] “Temperature Scales”, abyss, Retrieved 29/6/2021. Edited.

[4] “SI Units – Temperature”, National Institute of Standards and Technology, Retrieved 29/6/2021. Edited.

[5] Andrew Zimmerman Jones (3/7/2019), “Temperature Definition in Science”, ThoughtCo, Retrieved 29/6/2021. Edited.