في الكيمياء والفيزياء، تعتبر الحرارة أحد أشكال الطاقة المرتبطة بحركة الجزيئات أو الذرات أو أي جسيم آخر يدخل في تكوين المادة.
تنتج الحرارة عن التفاعلات النووية (مثل الاندماج النووي تحت الشمس) والحركة (مثل الاحتكاك بين أجزاء المحرك).
والإشعاع الكهرومغناطيسي (مثل الحركة التي تحدث في المعدن)، لذا تابعنا للحصول على جميع التفاصيل في مقالاتنا المميزة بانتظام.
ميزان الحرارة
- كلفن: هذا مقياس معتمد من قبل النظام الدولي (SI) لقياس درجة الحرارة.
- إنه معيار مستخدم على نطاق واسع في جميع المجالات العلمية.
- إذا أردنا حساب نسبة درجة الحرارة، استخدم هذا المقياس.
- أطلق عليها المهندس والفيزيائي البريطاني اللورد كلفن اسمها.
- وحدة فهرنهايت F: مقياس معتمد فقط في الولايات المتحدة، سمي على اسم الفيزيائي الألماني دانيال غابرييل والنهايت.
- الوحدة المئوية: هذا هو القياس الرئيسي المستخدم في الحياة اليومية في معظم بلدان / مناطق العالم.
- سمي على اسم عالم الفلك السويدي أندرس سيلسيوس، الذي اقترح أن الصفر هو مجرد ماء متجمد.
- تقابل نقطة الغليان 100 عام 1747 م، وهي في مجال التنبؤ بالطقس.
اقرأ أيضًا: كيفية قياس درجة الحرارة باستخدام مقياس حرارة
نقل درجة الحرارة
- التحويل من كلفن إلى سلزيوس أو العكس: تعتبر العلاقة بينهما ثابتة، لذا أضف عددًا ثابتًا معينًا من الدرجات للحصول على كلفن.
- اطرح نفس الثابت من كلفن للحصول على النسبة المئوية، وهي 273، كما هو موضح أدناه:
- كلفن = نسبة مئوية + 273.
- في المئة = كلفن -273.
- التحويل من فهرنهايت إلى درجة مئوية أو العكس: يعد التحويل من فهرنهايت إلى درجة مئوية أكثر صعوبة من كلفن.
- نظرًا لأنه يعتمد على طرح الكسور العشرية، فإن الآلة الحاسبة التالية مطلوبة:
- مئوية = (فهرنهايت -32) 1.8.
- فهرنهايت = (بالمائة × 1.8) + 32.
طرق نقل الحرارة
- التوصيل: تنتقل الطاقة بسهولة من خلال التلامس مع موصل جيد، ويرجع ذلك أساسًا إلى حرية حركة الإلكترونات.
- تتصادم الجسيمات أو الذرات مع بعضها البعض، وتتبادل الاهتزازات الذرية.
- الإشعاع: الحرارة تتحرك في الفراغ وليس للوسيط أي تأثير.
- مثل أشعة الشمس تنتشر وتصل إلى الأرض.
- الحمل الحراري: طريقة نقل الحرارة في الغاز والسائل.
- عندما تقوم بتسخين سائل أو غاز، يتمدد السائل ويزداد حجمه ويقل كثافته.
- عندما ينزل المبرد السائل أو الغاز لتولي المهمة وتكوين تيار الحمل الحراري من الخطوة.
تعريف الدرجة المئوية والفهرنهايت
كما ذكرنا سابقًا، هناك ثلاث وحدات تستخدم لقياس درجة الحرارة: مئوية (مئوية) وفهرنهايت وكلفن.
هنا سوف نفهمها بشكل منفصل، ونوضح طريقة التحويل بين السلزيوس والفهرنهايت.
درجة مئوية:
- وهي إحدى الوحدات الثلاث المستخدمة لقياس درجة الحرارة ورمزها (C) وتحت الضغط القياسي.
- الدرجة المئوية هي 1/100 من الفرق بين درجة غليان الماء ونقطة التجمد.
- اسمه الآخر هو Centigrad، تم تسمية Celsius على اسم عالم الفلك Anders Celsius.
- وفقًا لـ Celsius، الصفر هو درجة حرارة الماء المبرد ومائة هي نقطة الغليان.
- لكن لم يتم اعتماد اقتراحه حتى عام 1747 م، واستخدمت الوحدة للتعبير عن درجة حرارة الغلاف الجوي.
- في وسائل الإعلام، غالبًا ما يستخدم في المجال العلمي.
درجة حرارة فهرنهايت:
- وهي أيضًا إحدى الوحدات الثلاث المستخدمة لقياس درجة الحرارة ورمزها [F]
- سميت على اسم الفيزيائي الألماني دانيال جابرييل فهرنهايت عام 1724 م.
- على عكس البلدان التي تستخدم درجات مئوية في جميع أنحاء العالم، فإن فهرنهايت هي الأكثر استخدامًا في الولايات المتحدة.
كلفن:
- هذه هي الوحدة الثالثة للقياس، الرمز (K)، وهو اسم مرتبط بالفيزيائي البريطاني والمقاييس الجغرافي اللورد كلفن.
- يشرح كلفن العلاقة بين حجم الغاز ودرجة حرارته المطلقة، عندما ترتفع درجة الحرارة بمقدار 1 كلفن.
- تزداد كمية الغاز بمقدار 1/273، وهو غير مستخدم على نطاق واسع، وأكثرها شيوعًا هي الدرجة المئوية والفهرنهايت.
- الصفر المطلق أو صفر كلفن هو درجة الحرارة التي تتوقف عندها الجسيمات عن الحركة، ولا علاقة لها بالعلم.
مقياس درجة حرارة مئوية وكلفن
مقياس النسبة المئوية
- يتم استخدام مقياس النسبة المئوية بشكل أكثر شيوعًا من مقياس فهرنهايت.
- وهي مقسمة إلى 100 جزء متساوٍ بين نقطة التجمد ونقطة غليان الماء.
- كل جزء يسمى درجة مئوية.
- تم اختراع النسبة بواسطة Anders Celsius في عام 1742.
- بناءً على نقطة التجمد ونقطة غليان الماء، فإن نقطة تجمد الماء ضمن هذا النطاق هي 0 درجة مئوية.
- تبلغ درجة غليانها 100 درجة مئوية، وتسمى هذه النسبة أحيانًا بالدرجات المئوية.
مقياس كلفن
- اخترع العالم والمخترع البريطاني ويليام طومسون (ويليام طومسون) مقياس درجة حرارة كلفن.
- بالإضافة إلى فهرنهايت ودرجة مئوية، فهو واحد من ثلاثة مقاييس معروفة لقياس درجة الحرارة.
- كما هو الحال مع المقاييس الأخرى، فإن نقطة التجمد ونقطة غليان الماء هي العوامل التي تحدد حجمها.
- من بينها درجة الحرارة التي يتجمد عندها الماء (273.16 كلفن).
- درجة حرارة الغليان (373.16 كلفن) تختلف بمقدار 100 درجة.
- أقل عدد هو صفر كلفن.
- لذلك، هذا المسطرة تحظى بشعبية كبيرة في التطبيقات العلمية.
- وهي مناسبة لتسجيل درجات حرارة منخفضة للغاية للنيتروجين والهيليوم.
قد تكون مهتمًا بـ: كيفية قياس درجة الحرارة من الأذن
حوّل من كلفن إلى سلزيوس
- يعد مقياس درجة الحرارة كلفن وسلسيوس أحد أهم طرق القياس في القياس العلمي لدرجة الحرارة.
- يمكنك أيضًا التحويل بسهولة بين هذين المقياسين باستخدام الصيغة التالية:
- درجة الحرارة بالكلفن = درجة الحرارة بالسلسيوس + 273.15.
- على سبيل المثال، لإيجاد قيمة درجة حرارة كلفن تساوي 20 درجة مئوية.
- يمكنك استخدام المعادلة التالية: 20 + 273.15 = 293.15 ك.
صفر درجة مئوية
- يتجمد الماء عندما تصل جميع المقاييس إلى الصفر درجة، وصفر درجة بالفهرنهايت تعتبر 32 درجة.
- لكن باستخدام وحدة كلفن أو ما يسمى بدرجة الحرارة المطلقة، فإن درجة الحرارة الصفرية تساوي 273.
- بالنسبة لدرجة الغليان، 212 درجة فهرنهايت تساوي 100 درجة مئوية.
صفر على الاطلاق
- يشير مصطلح الصفر المطلق إلى أدنى درجة حرارة موجودة في الطبيعة.
- من وجهة نظر علمية، من المستحيل تحقيق الصفر المطلق ولكن هناك حل.
- ومع ذلك، من الناحية النظرية، يمكن القول أنه عند الوصول إلى الصفر المطلق، فإن كمية المادة تساوي صفرًا.
- لأن الحجم ودرجة الحرارة موجبة، وعندما تصل المواد إلى درجة الحرارة.
- خصائصهم وسلوكهم متماثل ولا فرق بينهم.
نظام مئوية
- إنها واحدة من أكثر وحدات القياس شيوعًا في العالم، وعادة ما يتم تمثيلها بالرمز (C).
- الصفر نقطة تجمد الماء، والنسبة المئوية هي نقطة غليان الماء.
- تُستخدم وحدة Celcius يوميًا في العديد من مناطق العالم، وبعد استخدام الوسائط تستخدم وحدة Centigrade للتنبؤ بالطقس.
- كما أنها تستخدم على نطاق واسع في بعض المجالات العلمية، بالإضافة إلى التنبؤ بالطقس.
انظر أيضًا: معلومات حول وحدة قياس درجة الحرارة المستخدمة في أمريكا
تحويل من مئوية إلى فهرنهايت
- يبدأ مقياسا درجة الحرارة فهرنهايت وسلسيوس برقمين مختلفين، لذلك يتجمد الماء عند 0 في نطاق درجة الحرارة المئوية.
- بينما يتجمد الماء عند 32 درجة فهرنهايت، ويتجمد الماء في فهرنهايت بدلاً من الغليان في حدود 0-100 درجة مئوية في نطاق 32-212 درجة مئوية.
- نظرًا لاستخدام هذه القياسات عند التحويل من الدرجة المئوية إلى فهرنهايت، والعكس صحيح، فسنستخدم نسبة 1.8 وفرق 32.
- اضرب ب 1.8. إذا كنت تريد تحويل الدرجة المئوية إلى فهرنهايت، اضرب الدرجة المئوية في 1.8 ؛ فمثلا.
- إذا كنت تريد تحويل 30 درجة مئوية إلى فهرنهايت، فقم بما يلي: 30 × 1.8 = 54.
- أضف الرقم 32 إلى النتيجة، يجب إضافة الرقم 32 إلى منتج 1.8 درجة مئوية للحصول على درجة الحرارة بالفهرنهايت.
- في المثال السابق نقوم بما يلي: 54 + 32 = 86 فهرنهايت.
- ما يعني أن 30 درجة مئوية تساوي 86 درجة فهرنهايت.
في نهاية حديثنا حول هذا الموضوع المثير للاهتمام، ننتظر تعليقاتكم أسفل الموضوع ومشاركتكم في مختلف مواقع التواصل الاجتماعي.