درجة الحرارة هي خاصية فيزيائية يتم من خلالها قياس كمية الطاقة الحرارية داخل الجسم، والمواد ذات درجات الحرارة المنخفضة تكون باردة، والمواد ذات درجات الحرارة الأعلى تكون ساخنة، ويتم قياسها باستخدام 3 مقاييس، وهي مقياس كلفن، فهرنهايت ودرجات مئوية تعرف معنا ما هو مقياس درجة الحرارة
تعريف الحرارة
- شكل من أشكال الطاقة ينتقل بين الأنظمة أو الأشياء ذات درجات الحرارة المختلفة حيث يتدفق من نظام درجة حرارة عالية إلى نظام درجة حرارة منخفضة، ويشار إليه أيضًا باسم الطاقة الحرارية.
- عادة ما تقاس الحرارة بالسعرات الحرارية أو الجول.
تعريف درجة الحرارة
- مقياس حرارة أو برودة مادة ما. يتم تعريفه أيضًا على أنه متوسط الطاقة الحركية لكل جزيء من مادة ما.
- تُقاس درجة الحرارة بالدرجات المئوية (C) أو فهرنهايت (F)، أو بالكلفن (K).
- الفرق بين الحرارة ودرجة الحرارة هو أن درجة الحرارة هي مدى سخونة أو برودة الجسم، بينما الحرارة هي الطاقة التي تتدفق من جسم أكثر سخونة إلى جسم أكثر برودة.
ما هو مقياس درجة الحرارة؟
- هناك 3 مقاييس رئيسية لدرجات الحرارة تُستخدم حول العالم، يتم استخدام مقياس فهرنهايت ودرجة مئوية بشكل متكرر في القياسات اليومية، بينما تستخدم مقاييس كلفن بشكل أكثر شيوعًا في الصناعة والعلوم.
مقياس فهرنهايت
- الشكل الشائع لقياس درجة الحرارة في الولايات المتحدة وبعض أجزاء منطقة البحر الكاريبي.
- أسسها العالم الألماني دانيال غابرييل فهرنهايت في أوائل القرن الثامن عشر، وقام بتكييف معايير قياساته من المقياس السابق الذي وضعه أولي رومر.
- مقياس الحرارة فهرنهايت هو مقياس قائم على 32 نقطة تجمد الماء و 212 لنقطة غليان الماء، والوقت بين الاثنين مقسم إلى 180 جزءًا.
- يتضمن مقياس درجة الحرارة فهرنهايت درجات حرارة سالبة، أقل من 0 درجة فهرنهايت وهي أبرد درجة حرارة ممكنة، الصفر المطلق هو -459.67 درجة فهرنهايت.
- صيغة التحويل لدرجة الحرارة، معبرًا عنها على مقياس سلزيوس، لتمثيل فهرنهايت (F) هي: F = 9 / 5C + 32.
مقياس السيليكا (درجة مئوية)
- يستخدم معظم العالم مقياس السنتيمتر لقياس درجات الحرارة.
- اخترعها عالم الفلك السويدي أندرس سيلسيوس عام 1742.
- يُشار أحيانًا إلى المقياس المئوي على أنه مقياس درجة مئوية، لأنه يقوم على تقسيم 100 درجة بين نقطتي التجمد والغليان للماء.
- يتجمد الماء عند 0 درجة مئوية، ويغلي عند 100 درجة مئوية.
- نظرًا لكيفية ترتيب نقاط الغليان والتجميد، فإن كل درجة فهرنهايت تساوي 1.8 ضعف حجم درجة مئوية.
- مثل فهرنهايت، تتضمن الدرجة المئوية درجات حرارة سالبة، أما الصفر المطلق فيقع عند -273.15 درجة مئوية.
- يمكن استخدام الصيغة التالية لتحويل درجة الحرارة من تمثيلها على مقياس فهرنهايت (F) إلى قيمة مئوية (C): C = 5/9 (F – 32).
- يستخدم المقياس المئوي بشكل عام حيثما يتم قبول الوحدات المترية، ويتم استخدامه في العمل العلمي في كل مكان.
مقياس كلفن
- مقياس درجة حرارة كلفن هو الوحدة الأساسية لدرجة الحرارة الديناميكية الحرارية في النظام الدولي للقياس (SI).
- كلفن (الرمز K بدون علامة الدرجة []) هي أيضًا الوحدة الأساسية لمقياس كلفن، وهو مقياس درجة حرارة مطلقة سمي على اسم الفيزيائي البريطاني ويليام طومسون، بارون كلفن.
- تم تصميم كلفن لضبط نقطة الصفر لمقياس درجة الحرارة عند الصفر المطلق، ولهذا السبب يقع الصفر المطلق عند 0 كلفن – ولا يستخدم كلفن الدرجات في تدوينه.
- يمكنك التحويل من Celsius إلى Kelvin بإضافة 273.15 إلى Celsius.
- يتجمد الماء عند 273.15 كلفن ويغلي عند 373.15 كلفن.
- تُستخدم درجة حرارة كلفن على نطاق واسع في المعادلات والحسابات العلمية، على سبيل المثال، يُستخدم قانون الغاز المثالي لإظهار العلاقة بين الكتلة والضغط ودرجة الحرارة والحجم كلفن كوحدة قياسية.
- يتم تعريفه على أنه 1 / 273.16 من النقطة الثلاثية (التوازن بين الأطوار الصلبة والسائلة والغازية) من الماء النقي.
انتقال الحرارة
- يحدث انتقال الحرارة بثلاث آليات: التوصيل، والحمل الحراري، والإشعاع.
- التوصيل: هو انتقال الحرارة بين الذرات والجزيئات في اتصال مباشر.
- الحمل الحراري: هو انتقال الحرارة في السوائل والغازات.
- الإشعاع: هو انتقال الحرارة عن طريق الموجات الكهرومغناطيسية دون أن يكون للوسيط دور في ذلك.
التحويل من كلفن إلى سلزيوس:
- للتحويل من الدرجة المئوية إلى كلفن، أضف 273 إلى الدرجة المئوية.
- لتحويل كلفن إلى نسبة مئوية، طرح 273 كلفن.
- كلفن – 273 = درجة مئوية.
- درجة مئوية + 273 = كلفن
التحويل من فهرنهايت إلى مئوية:
- فهرنهايت = (النسبة المئوية × 1.8) + 32
- درجة مئوية = (فهرنهايت 32) ÷ 1.8