مقال حول تعريف درجة الحرارة والتوازن الحراري
تعريف درجة الحرارة
هل سبق لك أن لمست الجليد؟ ما هو شعورك عندما تلمسه؟ ماذا لو كان ما تلمسه نارًا؟ عندما تلمس الجليد، تشعر ببرودة يديك، وعندما تلمس النار، تشعر بحرارة يديك. ماذا تعني هذه المشاعر: ساخن، دافئ، بارد، بارد؟
يبدأ مفهوم درجة الحرارة من الإحساس بالحرارة والبرودة عبر حاسة اللمس. بناءً على ما نشعر به، نقول إن جسمًا ما أسخن من جسم آخر أو أبرد من آخر. الأجسام الساخنة لها درجات حرارة أعلى، بينما الأجسام الباردة لها درجات حرارة أقل. كلما كان الجسم أبرد، انخفضت درجة حرارته. والعكس صحيح، كلما كان الجسم أسخن، ارتفعت درجة حرارته. يُطلق على مقياس حرارة أو برودة الجسم اسم درجة الحرارة. في موضوع نظرية الحركة الجزيئية للغازات، ستفهم تعريف درجة الحرارة بشكل أعمق؛ أي ما يحدث لجزيئات الجسم بحيث يمكن الشعور به ساخنًا أو دافئًا أو باردًا.
إن الإحساس بالحرارة أو البرودة أمرٌ يعتمد فقط على اللمس، أو أن حاسة اللمس لدى البشر ليست واضحة تمامًا. فكل شخص يشعر بحرارة أو برودة جسم ما بدرجات متفاوتة. قد يشعر الطفل بألم عند لمس ماء ليس ساخنًا جدًا بالنسبة للبالغين. وبالمثل، حتى عند لمس نفس الجسم، قد لا تكون الحرارة محسوسة بنفس القدر في أجزاء مختلفة من الجسم. لذلك، نحتاج إلى جهاز لقياس درجة الحرارة بدقة وموثوقية عالية.
التوازن الحراري
عندما تتلامس أجسام ذات درجة حرارة عالية مع أجسام ذات درجة حرارة منخفضة، تنتقل بعض الحرارة من الأجسام ذات درجة الحرارة العالية إلى الأجسام ذات درجة الحرارة المنخفضة حتى تتساوى درجة حرارة الجسمين. وعندما يتلامس الماء الساخن مع الثلج، تنتقل بعض الحرارة من الماء الساخن إلى الثلج. ويتوقف انتقال الحرارة بمجرد أن يصل خليط الماء الساخن والثلج إلى نفس درجة الحرارة. وعندما يصل خليط الماء الساخن والثلج إلى نفس درجة الحرارة، يكون الخليط في حالة اتزان حراري. وبالمثل، عند ملامسة الماء المغلي للماء البارد، تنتقل بعض الحرارة من الماء الساخن إلى الماء البارد.
يتوقف انتقال الحرارة بعد أن يتحول مزيج الماء الساخن والبارد إلى ماء دافئ. وعندما يصبح الماء كله دافئًا جدًا، يكون قد وصل إلى نفس درجة الحرارة. وعندما يصل مزيج الماء الساخن والبارد إلى نفس درجة الحرارة، يكون المزيج في حالة توازن حراري.
إذا تلامس جسمان أو أكثر لهما درجات حرارة مختلفة حتى يصلا إلى نفس درجة الحرارة، يقال إن الأجسام التي وصلت إلى نفس درجة الحرارة في حالة توازن حراري.
