فهم درجة الحرارة والحرارة
درجة الحرارة . ينشأ مفهوم درجة الحرارة في الواقع من الإحساس بالحرارة والبرودة الذي نختبره بحاسة اللمس. بناءً على ما نشعر به، نقول إن جسمًا ما أسخن من جسم آخر أو أبرد من جسم آخر. الأجسام الساخنة لها درجة حرارة أعلى، بينما الأجسام الباردة لها درجة حرارة أقل. كلما كان الجسم أبرد، انخفضت درجة حرارته. وعلى العكس، كلما كان الجسم أسخن، ارتفعت درجة حرارته. يُطلق على هذا المقياس لدرجة حرارة الجسم اسم درجة الحرارة. في موضوع النظرية الحركية للغازات، الذي سندرسه لاحقًا في الصف الحادي عشر، ستفهم معنى درجة الحرارة بشكل أعمق؛ ما يحدث للجزيئات التي تُكوّن الجسم، والذي يجعلنا نشعر بأنه ساخن أو دافئ أو بارد.
الحرارة . عندما تتلامس أجسام ذات درجات حرارة مختلفة، تنتقل الحرارة، التي تُسمى عادةً بالحرارة المنتقلة، من الجسم ذي درجة الحرارة الأعلى إلى الجسم ذي درجة الحرارة الأقل. يتوقف انتقال الحرارة بمجرد أن تصل الأجسام المتلامسة إلى نفس درجة الحرارة. على سبيل المثال، عند مزج الماء الساخن بالماء البارد، تنتقل الحرارة عادةً من الماء الساخن إلى الماء البارد. وعند وضع مكواة ساخنة في ماء بارد، تنتقل الحرارة من المكواة الساخنة إلى الماء. ويتوقف انتقال الحرارة بمجرد أن تصل المكواة والماء إلى نفس درجة الحرارة. وعندما يضع الطبيب أو الممرض مقياس حرارة على جسمك، تنتقل الحرارة من جسمك إلى مقياس الحرارة. ويتوقف انتقال الحرارة بمجرد أن يصل جسمك ومقياس الحرارة إلى نفس درجة الحرارة. إذا كان مقياس الحرارة المستخدم زئبقيًا، فعندما يصل جسمك ومقياس الحرارة إلى نفس درجة الحرارة، يتوقف سطح الزئبق عن الحركة. والرقم الظاهر على سطح الزئبق هو درجة حرارة جسمك في تلك اللحظة.
بطبيعة الحال، تنتقل الحرارة من الأجسام ذات درجة الحرارة العالية إلى الأجسام ذات درجة الحرارة المنخفضة. ويسهم انتقال الحرارة في معادلة درجة حرارة الأجسام المتلامسة. في القرن الثامن عشر، اشتبه الفيزيائيون في أن تدفق الحرارة هو حركة سائل، نوع غير مرئي من السوائل (السائل مادة قابلة للتدفق، وتشمل السوائل والغازات. الماء (سائل) سائل لأنه قابل للتدفق، والهواء كذلك). سُمي هذا السائل بالسعرة الحرارية . لم تعد نظرية السعرة الحرارية مستخدمة، لأنه بناءً على نتائج التجارب، لم يكن من الممكن إثبات وجودها. في القرن التاسع عشر، درس الفيزيائي الإنجليزي جيمس بريسكوت جول (1818-1889) كيفية تسخين الماء في وعاء باستخدام عجلة تقليب، وقارن بين تسخين الماء الناتج عن دوران عجلة التقليب وتسخينه في وعاء مُلامس للهب أو مصدر كهربائي. استنتج جول، بناءً على تجاربه، أن الحرارة ليست طاقة (فهي ليست نوعًا محددًا من الطاقة، مثل الطاقة الحركية أو طاقة الوضع أو الطاقة الكيميائية، إلخ). الحرارة هي طاقة تنتقل نتيجةً لاختلاف درجات الحرارة. لذا، عندما تنتقل الحرارة من جسم ذي درجة حرارة عالية إلى جسم ذي درجة حرارة منخفضة، فإن الطاقة في الواقع تنتقل من الجسم ذي درجة الحرارة العالية إلى الجسم ذي درجة الحرارة المنخفضة. ويتوقف انتقال الطاقة هذا بمجرد أن يصل الجسمان المتلامسان إلى نفس درجة الحرارة، أو إلى حالة التوازن الحراري.
