تحويل درجة الحرارة

مقياسا سيليزيوس وفهرنهايت هما مقياسان مختلفان لدرجة الحرارة. إذا تم قياس درجة حرارة جسم ما وعُبِّر عنها بوحدة سيليزيوس، ثم أردنا التعبير عنها بوحدة فهرنهايت، فإننا نحول من سيليزيوس إلى فهرنهايت. في هذا القسم، سنتعلم كيفية تحويل درجات الحرارة.

تحويل درجة الحرارة - 1عند ضغط جوي واحد، تكون درجة حرارة نقطة تجمد الماء لمقياس حرارة سيليزيوس = 0 oج، بينما مقياس فهرنهايت = 32 oو- على العكس من ذلك، عند ضغط جوي واحد، تكون درجة حرارة نقطة التبخر لمقياس حرارة سيليزيوس = 100 oج، بينما مقياس فهرنهايت = 212 oو. انظر إلى الصورة أدناه!

اقراء المزيد

مقياس الترمومتر

أنواع مقاييس الترمومتر

لكي يُستخدم مقياس الحرارة لقياس درجة الحرارة، يجب تحديدها على مقياس. من المقاييس الشائعة الاستخدام مقياس سيليزيوس ومقياس فهرنهايت. يُعد مقياس سيليزيوس الأكثر شيوعًا في إندونيسيا، ويُعرف أيضًا باسم المقياس المئوي. المئوي = مئة درجة. أما مقياس فهرنهايت، فيُستخدم غالبًا في الولايات المتحدة أو الدول ذات الشتاء البارد. يُعد المقياس المطلق، أو مقياس كلفن، مقياسًا مهمًا للغاية في العلوم، وسنتناوله لاحقًا.

يستخدم مقياسا سيليزيوس وفهرنهايت نقطتي تجمد وغليان الماء كنقطتين ثابتتين. نقطة تجمد المادة هي درجة الحرارة التي يكون عندها الطوران الصلب والسائل في حالة اتزان حراري . وعلى العكس، نقطة غليان المادة هي درجة الحرارة التي يكون عندها الطوران السائل والغازي في حالة اتزان حراري. تتغير نقطتا التجمد والغليان بتغير ضغط الهواء، لذا يجب تحديد ضغط الهواء أولاً. نستخدم عادةً الضغط القياسي، وهو 1 ضغط جوي (atm). الضغط الجوي هو وحدة قياس ضغط الهواء.

اقراء المزيد

معايرة مقياس الحرارة

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.

اقراء المزيد

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.

اقراء المزيد

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.

القانون الصفري للديناميكا الحراريةبما 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؟

اقراء المزيد

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.

اقراء المزيد

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.

اقراء المزيد

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.

اقراء المزيد

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.

اقراء المزيد

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).

اقراء المزيد