كيف ترتبط الحرارة بدرجة الحرارة

كيف ترتبط الحرارة بدرجة الحرارة ؟ سؤال علمي يجمع بين العديد من المفاهيم والمصطلحات الخاصة بمادة الفيزياء، وفي هذا المقال سيتم تقديم الإجابة النموذجية لهذا السؤال، وذلك من خلال بحث شامل ومبسط عن مفهوم الحرارة وعلاقتها بالطاقة الحرارية، مع تقديم أبرز وحدات قياس الحرارة، وقانون الطاقة الحرارية.

تعريف درجة الحرارة

قبل تحديد كيف ترتبط الحرارة بدرجة الحرارة ؟ من الضروري البدء بتعريف درجة الحرارة، وتسمى بالإنجليزية “Temperature”، وهي مؤشر فيزيائي، يدل على كمية الطاقة الحرارية، سواءًا درجة البرودة أو السخونة التي يخزنها الجسم، ومن الجدير بالذكر أنها ترتبط ارتباطًا وطيدًا بالطاقة الحركية لجزيئات الجسم، حيث تتدفق من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأكثر برودة، ويٌعبر عنها بوحدات مختلفة، من أبرزها ما يأتي:[1]

• سيلسيوس: أو بالإنجليزية “Celsius”، ويسمى كذلك المقياس المئوي، ويعد الأكثر استخدامًا والأسهل من حيث الحساب، حيث إن درجة غليان الماء تساوي 100 درجة مئوية، ودرجة تجمده عند صفر درجة مئويّة.
• فهرنهايت: ويسمى بالإنجليزية “Fahrenheit”، وتحمل اسم العالم دانيال غابرييل فهرنهايت، وعلى سبيل المقارنة فإن درجة غليان الماء تساوي 212 فهرنهايت، ودرجة تجمّده 32.
• كلفن: أو باللغة الإنجليزية “Kelvin”، وتحمل اسم العالم الفيزيائي وليام طومسون والمعروف بالبارون كلفن، وتعبر عن درجة الحرارة المُقاسة على أساس الصفر المطلق.

إقرأ أيضًا: تحويل من فهرهايت الى كلفن

كيف ترتبط الحرارة بدرجة الحرارة

ترتبط الحرارة بدرجة الحرارة بعلاقة طردية، حيث إن تحرك جسيمات، وجزيئات الجسم، يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته، كنتيجة لاكتسابه طاقة حرارية، وهو ما يظهر جليًّا في تعريف درجة الحرارة، بأنها كميّة الطاقة الداخليّة لجسم معين، في حين أن الحرارة، هي طريقة انتقال الطاقة من جسم لآخر، أما الطاقة الحرارية، فهي نوع من أنواع الطاقة الحركية، فكلما تحركت الجزيئات والأجسام، كلما زادت الحرارة.[2]

قانون الطاقة الحرارية

يسمح قانون الطاقة الحرارية بحساب مقدار انتقال الحرارة، وينص على أن رفع درجة حرارة جسم هو تزويده بطاقة حرارية، والعكس صحيح، ويُمكن القانون الرياضي الآتي من تقدير كمية انتقال الحرارة، في نظام الوحدات الدولي لدرجة الحرارة بوحدة جول:[3]

(Q = m * cp (Tf-Ti

حيث إن:

• (Q)، هي مقدار انتقال الحرارة.
• (m): الكتلة.
• (cp): السعة الحرارية.
• ((Tf: تُمثّل درجة الحرارة النهائية، و(Ti) درجة الحرارة الابتدائية.

كيف ترتبط الحرارة بدرجة الحرارة ؟ سؤال يدعو إلى الإشارة إلى أهمية الطاقة الحرارية في حياة الإنسان، وذلك منذ العصور القديمة، حيث إن اكتشاف النار أدى إلى تطور وتغير حياة الإنسان البدائي، وهي حاليًا ضرورية لتشغيل المحركات والمدافىء، والآلات، كما أن قياس درجات الحرارة هو مبدأ أساسي في تحديد أحوال الطقس والمناخ.