الموسوعة العربية

ابحث عن أي موضوع يهمك

تعريف الحرارة في العلوم

بواسطة: نشر في: 14 مارس، 2020
mosoah
تعريف الحرارة في العلوم

تعريف الحرارة في العلوم ، هي العامل المؤثر الأقوى في حياتنا اليومية؛ حيث تعتمد جميع الدول في العالم على درجات الحرارة، وتعمل على التكيف، وتوظيف إمكانياتها اعتمادًا على درجة الحرارة المعتادة لها؛ فهي من أهم القوى التي تتحكم في النشاط البشري؛ هذا بالإضافة إلى أنها من أهم الموضوعات العلمية التي تتعلق بالعديد من العلوم مثل الكيمياء، والفيزياء، والجيولوجيا، وما إلى ذلك، وفي مقال اليوم على موسوعة نعرض هذا المقال عن مفهوم الحرارة وطرق انتقالها ، تابعونا.

تعريف الحرارة في العلوم

  • الحرارة هي درجة سخونة الجسم أو المحيط، أو درجة برودته.
  • وهي المقياس الخاص بارتفاع حرارة الجسم أو برودته، وذلك استنادًا إلى القيمة المعيارية.
  • كما أنها المقياس الخاص بمتوسط الطاقة الحركية الخاص بالجزيئات الموجودة بعينة ما من مادة مُعينة، ويتم التعبير عن هذه المقاييس من خلال الدرجات، أو الوحدات التي تظهر في المقياس المعياري للحرارة.
  • وهي أيضًا مقياس قدرة المادة الواحدة، أو مجموعة من المواد على نقل الطاقة لحرارية من مجال فيزيائي إلى مجال فيزيائي آخر.
  • وحدات القياس المعيارية التي تُقاس بها الحرارة هي أي من فهرنهايت، كلفن، وسيليزيوس.
  • في بعض الأحيان يُمكن أن تُسمى الحرارة “كمية عملية”؛ وذلك بسبب أنها مُحددة في نطاق عملية ما تعمل على نقل الطاقة من خلالها، وذلك مثل انتقال الحرارة من فنجان ساخن إلى يديك.

الحرارة النوعية

  • كمية الطاقة اللازمة في عملية رفع درجة حرارة جسم ما لدرجة واحدة تعتمد على القيود الموجودة؛ مما يجعلها تختلف فيما بينها.
  • في حالة وجود كمية من الغاز المحصور الثابت الحجم؛ فإن إضافة الحرارة إليه لرفع درجة حرارته لدرجة واحدة ستكون درجتها أقل مقارنة بالحالة التي يُوجد فيها الغاز في حالة حرة داخل أسطوانة ذات مكبس متحرك.
  • ففي الحالة التي يكون فيها الغاز محصور وثابت الحجم فإن مقدار الطاقة الموجود يعمل على رفع درجة حرارة الغاز، وفي الحالة الأخرى التي يكون فيها الغاز في حالته الحرة فإن الطاقة لا تعمل فقط على زيادة درجة الحرارة، ولكنها تعمل على توفير الطاقة اللازمة لأداء وظيفة هذا الغاز على المكبس؛ وعلى هذا فإن الحرارة النوعية الخاصة بالمواد تتوقف على هذه الظروف المختلفة.
  • الحرارة النوعية في حالة الحجم الثابت، وفي حالة الضغط المستمر هي واحدة من أكثر درجات الحرارة المحددة انتشارًا.
  • هذا بالإضافة إلى أن السعات الحرارية لعدد من العناصر في الحالة الصلبة لها علاقة وثيقة بالوزن الذري الخاص بكل عنصر، وذلك حسب الإثباتات التي قام بها كل من العالم الفرنسي “بيير لويس دولونج”، والعالم الفرنسي “أليكسيس تيريز بيتيت” عام 1819.
  • حرارة الجسم لا تقتصر فقط على الحرارة التي تقوم بالانتقال، ولكن الطاقة المخزنة في الجسم لا تُعد حرارة.
  • الحرارة الكامنة، أو ما يُسمى بحرارة التبخر هي عبارة عن مقدار محدد من الطاقة التي تتمكن من تغيير حالة المادة السائلة إلى الحالة البخارية، وذلك من خلال درجة الحرارة، والضغط الثابتين.
  • هذا بالإضافة إلى أن الطاقة المطلوبة لتحويل حالة المادة الصلبة إلى حالة سائلة تُعرف باسم حرارة الانصهار، أما عن الطاقة اللازمة التي تعمل على تحويل المادة الصلبة إلى حالة بخارية بشكل مباشر تُعرف باسم حرارة التسامي، وهذه الأنواع أيضًا تتطلب ثبوت كل من درجة الحرارة، والضغط.

انتقال الحرارة

تعمل الأجسام على تقليل درجة حرارتها من خلال إطلاق مقدار من الطاقة على شكل حرارة إلى المجال المحيط به، وأيضًا يُمكنه أن يرفع من درجة حرارته عن طريق اكتساب المقدار من الطاقة الحرارية من النطاق المحيط به.

وعلى هذا فإن عملية تبريد الأجسام، أوتسخينها يُمكن أن تعمل بنفس الطريقة، وهي انتقال الحرارة من الجسم الذي يمتلك درجة الحرارة الأعلى، إلى الجسم الذي يمتلك درجة حرارة أقل؛ ونتيجة لهذا تكون درجة الحرارة هي المقياس الخاص بقدرة المواد على نقل الطاقة الحرارية من مجال فيزيائي، إلى مجال فيزيائي آخر.

الحرارة هي عبارة عن طاقة تمر بطور انتقالي، ولعملية الانتقال ثلاثة طرق هي:

  • العملية التي تنتقل بها الحرارة من خلال التوصيل في حالة المواد الصلبة، أو في حالة المواد السائلة.
  • العملية التي تنتقل بها الحرارة عن طريق عملية الحمل الحراري في حالة المواد السائلة، أو في حالة المواد الغازية التي تكون في حالة حركة، وأيضًا في الحالات التي يتم من خلالها الجمع بين التوصيل مع تدفق المواد السائلة.
  • العملية الثالثة هي العملية التي تنتقل بها الحرارة من خلال الإشعاع الذي يحدث دون وجود مادة حاملة.

المراجع

1.

2.

3.