الحرارة
الحرارة هي أحد المفاهيم الفيزيائيّة، وتُصنّف من أشكال الطّاقة، ويُمكن إنتاج الحرارة باستخدام عدّة طرق مثل: التفاعلات الكيميائية ومن أمثلتها الاحتراق، والتفاعلات النووية، ومن أمثلتها الاندماج النووي الذي يحدث في الشّمس، والإشعاع الكهرطسي الذي يحصل في المواقد، والحركة والاحتكاك بين الجزيئات، كما يُمكن قياس درجة حرارة في المناطق المختلفة، ومن أعلى القيم المقاسة هي 58 درجة مئوية في ليبيا، وأدنى قيمة مقاسة هي 68 درجة تحت الصفر في سيبيريا.
انتقال الحرارة
تنتقل جزيئات الحرارة بين الأجسام بطرقٍ مختلفة ومنها ما يلي:
- الإشعاع: إحدى طرق نقل الحرارة دون استخدام وسط ناقل؛ أي في الفراغ، ومن أشهر الأمثلة على عمليّة الإشعاع انتقال الأشعة من الشّمس إلى الأرض، ويكون الإشعاع على شكل موجات كهرومغناطيسية، كالضوء، والأشعّة تحت الحمراء.
- التوصيل: إحدى طرق انتقال الحرارة في المواد السائلة والصلبة والغازية، باستخدام وسط ناقل.
- الحمل: إحدى طرق انتقال الحرارة في المواد السائلة والغازيّة فقط؛ فعندما تسخن الغازات أو السوائل، فإنها تتمدّد وتقل كثافتها، فتنتقل إلى أعلى، وفي حالة انخفاض درجة حرارة الغازات أو السوائل فإن كثافتها تزيد وتنتقل إلى أسفل. وفي الحمل تنتقل جزيئات الحرارة من الوسط الذي يمتلك درجة حرارة أعلى من الوسط الآخر، ولكن يمكن تغيير مسار انتقال الحرارة ببذل شغل في عملية النقل، وتعبّر درجة الحرارة عن مقدار الحرارة الذي تحمله الأجسام من سخونة أو برودة.
تسميات الحرارة
- السعة الحرارية: وتُعبّر عن مقدار الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جسم درجة مئوية واحدة، والسّعة الحرارية صفة فيزيائية مميزة لكل مادّة.
- الحرارة النوعيّة: وتُعبّر عن مقدار الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة وحدة الكتلة، وتَعتمد الحرارة النوعية على عدّة عوامل ومنها: حالة المادّة، والتركيب الكيميائي.
- القيمة الحرارية: وتُعبّر عن كميّة الحرارة الناتجة عن احتراق الوقود.
- الحرارة الكامنة: وتنتج عند تحوّل مادّة نقيّة من حالة فيزيائية إلى حالة أخرى؛ حيث يمكن كسب حرارة أو فقدان حرارة خلال العمليّة.
قياس كميّة الحرارة
يتم قياس كميّة الحرارة باستخدام جهاز فيزيائي يُسمّى الكالوريميتر، وتقدّر قيمة الحرارة باستخدام الوحدات التالية:
- الكلفن: وهي وحدة القياس المعتمدة في نظام العالمي SI للقياس، وتُستخدم بشكلٍ كبير في جميع المجالات، وهي درجة الحرارة المطلقة.
- السيليسوس: وهي وحدة القياس المستخدمة في النظام البريطاني للوحدات، وتُستخدم في أغلب دول العالم.
- الفهرنهايت: وهي وحدة القياس المستخدمة في النظام الأمريكي للوحدات.
- الكلفن وهو المقياس المعتمد من قبل المنظومة العالمية SI وهو مقياس كثير الاستعمال في الميادين العلمية.