الحرارة ودرجة الحرارة

2008 كتاب المعرفة – العلم والتكنولوجيا

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

الحرارة هي تسمية أخرى للطاقة الداخلية، أو الطاقة المخزنة داخل المادة.

إنها شكل من الطاقة التي تتحرك من مكان إلى آخر عندما تكون درجة حرارتهما مختلفة.

الحرارة ليست كدرجة الحرارة، فدرجة الحرارة هي قياس كيفية حركة الجزيئات السريعة. أما الحرارة فهي الطاقة المتحركة لجميع الجزيئات المتجمعة مع بعضها.

عندما تقوم بتسخين مادة فان درجة حرارتها ترتفع لأن الحرارة تجعل جزيئاتها تتحرك سريعاً.

عندما تسخن الأشياء فإنها تتمدد لأن جزيئاتها تهتز كثيراً وتتحرك منفصلةً عن بعضها. أما عندما تبرد الأشياء فإنها تنكمش لأن جزيئاتها تهتز قليلاً وتتحرك مقتربة من بعضها.

 

الحرارة دائماً تنتشر من مصدرها، فهي تقوم بتسخين محيطاتها بينما تبرد هي نفسها.

في كل مرة تتغير فيها الطاقة من شكل لآخر، يتحول بعضاً منها إلى حرارة تنتشر بعد ذلك إلى محيطاتها الخارجية.

تتحرك الحرارة في ثلاث طرق مختلفة:التوصيل والإنتقال والإشعاع .

يتضمن التوصيل الحرارة المنتشرة من المناطق الحارة إلى المناطق الباردة بالتلامس المباشر، فهو يعمل بطريقة تشبه إلى حد ما السباق التتابعي، إذ تقوم الجزيئات الحيوية سريعة الحركة بالإندفاع إلى الجزيئات المجاورة وتخفزها على الحركة.

تستخدم هذه القطعة الثنائية المعدن في الثرموستات لتستجيب للتغير في درجة الحرارة، فهي تتكون من الحديد والنحاس المتماسكين بقوة مع بعضهما البعض، وتنحني القطعة عند تسخينها لأن النحاس يتمدد أكثر من الحديد.

 

ليس هناك حد لأي مدى يمكن أن تصل إليه الأشياء الساخنة، فأعلى درجة حرارة على الإطلاق تحققت في المختبر كانت 400.000.000 درجة مئوية .

لقد توصل العلماء إلى حدود أخرى قاربت أن تصل إلى -273.15 درجة مئوية على مقياس درجة الحرارة.

 

الإشعاع هو انتشار الحرارة على شكل أشعة حرارية، فهي موجات غير مرئية من الأشعة تحت الحمراء.

يحدث الحمل الحراري عندما يرتفع الهواء الساخن عبر الهواء البارد مثل بالون الهواء الساخن.

تيارات الحمل هي أنماط دائرية تتشكل عند ارتفاع الهواء الساخن أو ارتفاع السائل. وعندها ينخفض الهواء البارد باستمرار حول عمود الهواء الساخن والمرتفع ليحل محله في القاع، لذا فإن جميع الهواء يدور بتواصل دون توقف مثل النافورة.

أدنى درجة حرارة محتملة هي الصفر المطلق أو -273.15 درجة مئوية، وعندها تتوقف الجزيئات عن الحركة.

 

عندما يشتعل الخشب أو الفحم بالنار يبدأ هناك تفاعل كيميائي يحرر الطاقة المخزنة في الوقود، فاللهيب هو المنطقة التي تمتزج فيها المواد الموجودة في الوقود مع الأكسجين الموجود في الهواء ليحرر الطاقة على هيئة حرارة وضوء.

– مدهش: بلغت درجة حرارة الانفجار العظيم، أي ذلك الإنفجار الذي أنشأ الكون قبل 13 بليون سنة تقريباً، ما يزيد عن 10 بليون بليون بليون درجة مئوية.

 

– الهواء المحبوس: يطير منطاد الهواء الساخن لأن الهواء المحبوس في داخله السخن (وبهذا أقل كثافة) من الهواء المحيط به، وبهذا يطفو الهواء الساخن إلى الأعلى حاملاً معه المنطاد

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]