معايرة الترمومتر هي عملية إنشاء تدريج عليه. إليك بعض الخطوات لمعايرة الترمومتر : أولًا ، جهّز ترمومتر زئبقي أو ترمومتر كحولي بدون تدريج. ثانيًا ، جهّز كمية كافية من الثلج. ثالثًا ، جهّز كمية كافية من الماء. رابعًا ، جهّز سخان ماء لتسخين الماء حتى الغليان. خامسًا ، ضع الثلج والماء في وعاء (للماء والثلج نفس الكتلة). بعد ذلك، ضع الترمومتر في الوعاء الذي يحتوي على الماء والثلج.
فيزياء المرحلة الثانوية
مقالات فيزيائية حول الظواهر الطبيعية وما إلى ذلك المتعلقة بالفيزياء.
تعريف الترمومتر
الترمومتر جهاز مصمم لقياس درجة الحرارة . توجد أنواع عديدة من الترمومترات، لكنها جميعًا تعمل وفق المبدأ نفسه. عادةً ما نستخدم موادًا حرارية تتغير خصائصها بتغير درجة الحرارة. فإذا تغيرت درجة حرارة جسم ما، يتغير شكله وحجمه أيضًا. تستخدم معظم الترمومترات مواد تتمدد أو تنكمش مع تغيرات درجة الحرارة.
القانون الصفري للديناميكا الحرارية
القانون الصفري للديناميكا الحرارية للمواد
حتى الآن، اقتصرنا على دراسة التوازن الحراري بين جسمين متلامسين. لفهم مفهوم التوازن الحراري بشكل أعمق، دعونا نتناول ثلاثة أجسام (لنسميها الجسم أ، والجسم ب، والجسم ج). على سبيل المثال، الجسمان ب وج غير متلامسين، بينما الجسم أ متلامس مع الجسم ب، والجسم أ متلامس مع الجسم ج. انظر إلى الصورة أدناه.
بما أن الجسمين A وB متلامسان، فهما في حالة اتزان حراري، وكذلك الجسمان A وC. هل الجسمان B وC، غير المتلامسين، في حالة اتزان حراري أيضاً؟
التوازن الحراري
مادة التوازن الحراري
هل سبق لك أن جربت الشاي المثلج؟ يُحضّر الشاي المثلج بمزج الماء الساخن مع الثلج. بعد التقليب أو تركه لبضع ثوانٍ أو دقائق، يتحول المزيج إلى شاي مثلج بارد. يتميز الماء الساخن بدرجة حرارة أعلى، بينما يتميز الثلج بدرجة حرارة أقل. عند مزج الماء الساخن مع الثلج في وعاء مثل كوب، تنتقل بعض الحرارة من الماء الساخن إلى الثلج، لذا تكون درجة حرارة الشاي المثلج أقل من درجة حرارة الماء الساخن وأعلى من درجة حرارة الثلج.
انتقال الحرارة بالإشعاع
كيف تشعر عند ارتداء ملابس سوداء في يوم حار أو أثناء ممارسة الرياضة نهارًا؟ قارن ذلك بارتداء ملابس بيضاء. إذا ارتديت ملابس سوداء نهارًا، ستشعر بالحرارة بسهولة. لماذا؟ المسافة بين الشمس والأرض في الصباح تكاد تكون مساوية للمسافة بينهما عند الظهر والمساء. فلماذا يكون الصباح والمساء أبرد، بينما يكون الظهيرة أشد حرارة؟ تكمن الإجابة في انتقال الحرارة بالإشعاع.
انتقال الحرارة بالتوصيل
إذا جلست على كرسي خشبي، يصبح سطحه دافئًا. وعلى العكس، إذا جلست على كرسي مصنوع من البلاستيك أو المعدن، فلن تشعر بدفء سطحه بعد الجلوس عليه. لماذا يكون سطح الكرسي الخشبي دافئًا، بينما يكون سطح الكرسي المعدني باردًا؟ لماذا قد يُسبب النوم على أرضية باردة بدون فراش ألمًا؟ هل سبق لك أن ارتديت سترة شتوية؟ لماذا تُصنع معظم السترات الشتوية من الصوف؟ لا تزال هناك العديد من الأمور التي تستحق التفكير والتساؤل فيما يتعلق بموضوع انتقال الحرارة بالتوصيل.
انتقال الحرارة بالحمل الحراري
هل سبق لك أن كنت على شاطئ البحر في يوم مشمس؟ في الأيام المشمسة، تهب الرياح دائمًا من البحر إلى اليابسة على الشاطئ. لماذا تهب الرياح دائمًا على الشاطئ؟ ولماذا تهب نسائم البحر (الرياح من البحر إلى اليابسة) نهارًا، ونسائم البر (الرياح من اليابسة إلى البحر) ليلًا؟ ولماذا تهبط الغيوم على سفوح الجبال خلال موسم الأمطار؟ ولماذا نشعر ببرودة الرياح؟ ترتبط إجابات هذه الأسئلة بالحرارة النوعية لليابسة والبحر، والتمدد، والكثافة ، وانتقال الحرارة بالحمل الحراري . بفهمك الجيد والصحيح لهذا الموضوع، يمكنك الإجابة على الأسئلة السابقة وغيرها من الأسئلة التي قد تخطر ببالك لاحقًا.
انتقال الحرارة
هناك ثلاثة أنواع من انتقال الحرارة ، بما في ذلك انتقال الحرارة عن طريق التوصيل والحمل الحراري والإشعاع.
انتقال الحرارة بالتوصيل. عندما يتلامس جسم ذو درجة حرارة عالية مع جسم ذي درجة حرارة منخفضة، تنتقل الطاقة من الجسم ذي درجة الحرارة العالية إلى الجسم ذي درجة الحرارة المنخفضة. وتؤدي الطاقة المضافة إلى زيادة سرعة حركة الذرات والجزيئات المكونة للجسم. وأثناء حركتها، تمتلك الجزيئات طاقة حركية (EK = ½ mv² ) . تصطدم الجزيئات الأسرع حركة (ذات الطاقة الحركية الأكبر) بالجزيئات المجاورة لها، ثم تصطدم هذه الجزيئات بدورها بجزيئات أخرى مجاورة لها، وهكذا. فتتصادم الجزيئات مع بعضها البعض، ناقلةً الطاقة. يُسمى انتقال الحرارة الذي يحدث من خلال التصادمات بين الجزيئات المكونة للجسم بالتوصيل. ويحدث التوصيل عادةً في المواد الصلبة، أو من المواد الصلبة إلى السوائل (أو من السوائل إلى المواد الصلبة)، أو من المواد الصلبة إلى الغازات (أو من الغازات إلى المواد الصلبة).
تعريف الحرارة، الموصلية الحرارية، السعة الحرارية
المادة: تعريف الحرارة، الموصلية الحرارية، السعة الحرارية
هل سبق لك أن شربت الشاي المثلج، أو الحليب المثلج، أو الشراب المثلج، أو غيرها؟ حسنًا، عند تحضير الشاي المثلج، نخلط عادةً الماء الساخن أو الدافئ في كوب مع مكعبات الثلج. الماء الساخن أو الدافئ يكون بدرجة حرارة أعلى، بينما مكعبات الثلج تكون بدرجة حرارة أقل. بعد ملامسة الماء لبعض الوقت، يتحول مزيج مكعبات الثلج والشاي الساخن إلى شاي مثلج (أي أن مزيج مكعبات الثلج والشاي الدافئ قد وصل إلى نفس درجة الحرارة). تحدث العملية نفسها عند خلط الماء الساخن بالماء البارد. بعد ملامستهما، يتحول الماء الساخن والماء البارد إلى ماء دافئ (أي أن مزيج الماء الساخن والماء البارد قد وصل إلى نفس درجة الحرارة). لماذا تصل هذه الأشياء إلى نفس درجة الحرارة بعد ملامستها؟
تعريف نقطة التجمد، نقطة الغليان
معلومات حول تعريف درجة الحرارة، ونقطة التجمد، ونقطة الغليان
هل سبق لك أن لمست الثلج؟ ما هو شعورك عندما تلمس يدك الثلج أو عندما توضع يدك في الثلاجة؟ ماذا لو كان ما تلمسه نارًا؟ عندما تلمس الثلج، تشعر يدك بالبرودة، وعلى العكس، عندما تلمس النار، تشعر يدك بالحرارة. ما الذي تشير إليه كلمات مثل ساخن، دافئ، بارد، وبارد جدًا؟
تعريف درجة الحرارة
ينبع مفهوم درجة الحرارة في الواقع من الإحساس بالحرارة والبرودة الذي نختبره بحاسة اللمس. بناءً على ما ندركه بحاسة اللمس، نقول إن جسمًا ما أسخن من آخر أو أبرد من آخر. الأجسام الأكثر سخونة لها درجة حرارة أعلى، بينما الأجسام الأبرد لها درجة حرارة أقل. كلما كان الجسم أبرد، انخفضت درجة حرارته. وعلى العكس، كلما كان الجسم أسخن، ارتفعت درجة حرارته. درجة الحرارة هي مقياس لمدى سخونة أو برودة الجسم.