الفرق بين الحرارة ودرجة الحرارة

لكل سؤال جواب
07:13 صباحا
قراءة 3 دقائق
إعداد: محمد هاني عطوي
ما الفرق بين "الحرارة" و"درجة الحرارة"؟
إذا كنا ندرس العالم المادي بطريقة سريعة، سيبدو لنا أن "الحرارة" و"درجة الحرارة" هما نفس الشيء . فعندما نقوم بإشعال الفرن، سنقول إن حرارته ترتفع، وفي نفس الوقت درجة حرارته ترتفع . ومن هذا المنطلق فإن الخلط بين "الحرارة" و"درجة الحرارة" في هذا النوع من الأغراض العامة سهل، ولكن إذا كنا نعمل في مجال الفيزياء، فهناك العديد من الاختلافات بين الحرارة ودرجة الحرارة .
حيث تقاس الحرارة بالجول، والجول يمثل كمية الطاقة التي تنقلها الحرارة . بينما يمثل الواط معدل انتقال هذه الطاقة الحرارية . ف "الواط" يساوي جول/ثانية .
وتقاس "درجة الحرارة" بمجموعة متنوعة من وحدات القياس، وأكثر ثلاث وحدات استخداماً هي الكلفن، السيليزيوس والفهرنهايت، والكلفن مقياس علمي أول يستند الى مفهوم الصفر المطلق، بينما السيليزيوس يستخدم فى أنحاء العالم لقياس درجات الحرارة العلمية والاستهلاكية، ويقتصر استخدام الفهرنهايت على الولايات المتحدة وبعض الدول الأخرى، وتقيس "الحرارة" الطاقة الكلية فى قطعة معينة من المادة . وهذا يتضمن الطاقة الحركية الناشئة من حركة الجزيئات إضافة لطاقة الوضع المخزنة في الرّوابط الجزيئية . وتعتبر الحرارة إحدى صور الطاقة التي دائماً ما تتحرك، في حين تقيس "درجة الحرارة" الطاقة الحركية الناتجة عن الجزيئات المتحركة فقط .
و"الحرارة" و"درجة الحرارة" تحكمهما قوانين الديناميكا الحرارية، وهذه القوانين تنصّ على أن الطبيعة تسعى باستمرار إلى توزيع الطاقة فى النظام المغلق بالتساوي، وهو الكون فى هذه الحالة فيمكننا مثلاً تخيل الطاقة كتيار يتدفق من منحدر، متنقلاً من تجمع الى آخر حتى يتم ملؤها جميعاً بالتساوي .
وتقوم الطبيعة بنقل الطاقة وفقاً لطريقتين مختلفتين، إمّا باستخدام الشّغل أو الحرارة، وأحد أبسط التّعاريف لمعنى الحرارة هو نقل الطاقة من جسم الى آخر، فإذا وضعنا جسماً ذا درجة حرارة عالية بجانب جسم آخر درجة حرارته منخفضة فإن الطاقة ستنتقل من الجسم الأعلى حرارة إلى الجسم الأقل حرارة حتى تتساوى درجة حرارة الجسمين، ويمكن ملاحظة هذه الظاهرة عندما يبرد الطعام السّاخن إلى درجة حرارة الغرفة أو عندما نمسك القلم لفترة طويلة فإنّه يسخن .
وترتبط عملية نقل الطاقة على شكل حرارة بدرجة الحرارة، فكلما استمرت الحرارة بنقل الطاقة من جسم الى آخر، فسوف تزيد سرعة الجزيئات التي تمصّ الحرارة في الجسم، وبالتالي تزداد الطاقة الحركية للجسم . ومن المعروف أنّه كلما زادت الطاقة الحركيّة للجسم تزداد درجة الحرارة، ولإيضاح الفرق بين الحرارة ودرجتها قارن بين كوب ساخن من الشاي، وحوض سباحة مملوء بالماء الدافئ . تمثل الحرارة الطاقة الحرارية، المنتقلة من جسم، درجة حرارته أعلى، إلى جسم، درجة حرارته أقلّ . ويقاس مقدار الطاقة الحرارية، المنقولة إلى أي جسم، بالسعرات الحرارية Calories . ويعرَّف السعر الحراري بأنه مقدار الحرارة (الطاقة)، اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من الماء، درجة مئوية واحدة . مثلاً، لو رفعت درجة حرارة جراماً من الماء، من 30 إلى 35 درجة مئوية، فإن ذلك يعني، أن جرام الماء، زود بخمسة سعرات حرارية . وبالمثل، يلزم خمسة سعرات حرارية، لرفع درجة حرارة خمسة غرامات من الماء، من 30 إلى 31 درجة مئوية . وفي المقابل، يلزم التخلص من خمسة سعرات حرارية، لخفض درجة حرارة جرام واحد من الماء، من 35 إلى 30 درجة مئوية، مثلاً، أو لخفض درجة حرارة خمسة جرامات من الماء، من 35 إلى 34 درجة مئوية .
أما الحرارة فهي طاقة الجسم المكتسبة من تحرك جزيئاته . إن جميع المواد مكونة من جزيئات وذرات، دائمة الاهتزاز والحركة، ولكنها متفاوتة السرعة، في المادة الواحدة، فلو أمكن رؤية جزيئات غاز الأكسجين، مثلاً، في حاوية، لتبيّن أن بعضها لا يكاد يتحرك، والبعض الآخر يتحرك بسرعة عالية، والبعض الأكبر حركته متوسطة . ولو كانت درجة حرارة غاز الأكسجين صفراً مئوياً، فإن 3 .1% من الجزيئات، سيراوح معدل حركتها بين صفر و360 كيلومتراً، في الساعة، و7 .7% ستتجاوز سرعتها 2670 كيلومتراً، في الساعة، ونحو 91% منها، ستتراوح سرعتها بين الرقمين 360 و2670 كيلومتراً، في الساعة .
وباختصار يمكن القول إن درجة الحرارة مقياس تحرك جزيئات الجسم، أما الحرارة فهي طاقة الجسم المكتسبة من تحرك جزيئاته ._

لاستلام اشعارات وعروض من صحيفة "الخليج"