محتويات
درجة الحرارة وكمية الحرارة
يعتقد العديد من الناس أنّ كميّة الحرارة ودرجة الحرارة مفهمومين مختلفين لنفس المعنى، ولكن في الحقيقة فهما مصطلحان مختلفان تماماً، فلكل منهما معنىً مختلف ووحدة قياس مختلفة، حيث تعبّر كميّة الحرارة عن الطاقة الداخلية الكامنة في الجسم، ودرجة الحرارة عن الطاقة الحركية للذرات داخل الجسم، بينما تخضع درجة الحرارة وكميتها إلى قوانين الديناميكا الحرارية، وسنقدّم في هذا المقال شرحاً تفصيلياً عن كليهما.
النظرية الذرية الجزيئية لحركة جزيئات المادة
لتعريف النظرية الذرية لحركة جزيئات المادة أهمية كبيرة في التفريق بين مصطلحي درجة الحرارة وكميّة الحرارة، وذلك لأنّها توضّح مفهوم الطاقة الداخلية لجزيئات المادة، مما يُساهم في فهم العلاقة الرابطة بين درجة الحرارة وكميتها.
تفسّر النظرية أنّ ذرات وجزيئات المادة في حالة حركة دائمة، وتكون هذه الحركة انتقالية في السوائل، وعشوائية في الغازات، واهتزازية في المواد الصلبة، وبالتالي فإنّ جزيئات المادّة تكتسب طاقةً حركيةً ناتجةً عن حركة هذه الجزيئات، وطاقة وضع مخزّنة في الروابط الجزيئية، ويُطلق على كلا المفهومين اسم الطاقة الداخلية في الجسم.
الفرق بين كمية الحرارة ودرجة الحرارة
نسبةً للنظرية الذرية الجزيئيّة فإنّ حركة جزيئات وذرات الجسم ترتفع عند اكتساب الجسم كميةً من الحرارة، وبالتالي تزيد طاقته الداخلية، مما يؤدّي إلى ارتفاع درجة حرارته نتيجةً لتغيير كمية الحرارة المكتسبة، والعكس صحيح عند فقدان الجسم لكميةً من الحرارة، بحيث تقل حركة الجزيئات والذرات داخل الجسم، وبالتالي تقل طاقته الداخليّة، مما يؤدّي إلى انخفاض مقدار درجة حرارته، وبالتالي يمكن تعريف كمية ودرجة الحرارة كالآتي:
كمية الحرارة
كميّة الحرارة هي مقدار الطاقة الداخلية الكليّة للجسم، أي أنّها تعبّر عن الطاقة الحركية الناتجة من حركة الجزيئات، بالإضافة إلى طاقة الوضع المخزّنة في الروابط بين هذه الجزيئات، وتُقاس كميّة الحرارة بوحدة الجول، حيث يوضّح الجول كميّة الطاقة التي تنقلها الحرارة.
درجة الحرارة
درجة الحرارة هي مؤشّر الطاقة الحركيّة الناشئة عن حركة الجزيئات فقط، وتقاس بوحدات قياسية مختلفة، وتعتبر كلاً من الكلفن والسيلسيوس، والفهرنهايت أكثرها انتشاراً، ويشار إلى وحدة الكلفن بالوحدة المطلق أو الصفر المطلق لدرجة الحرارة، والوحدة الأكثر استخداماً للوصف عند قياس درجات الحرارة العلميّة، أمّا وحدة السيلسيوس فهي الوحدة المستخدمة لقياس درجات الحرارة العلميّة والاستهلاكية معاً، وينتشر استخدامها في جميع أنحاء العالم، بينما تُستخدم وحدة الفهرنهايت في الولايات المتحدة الأمريكية وبعض الدول الأخرى فقط.
ملاحظة: تنتقل الحرارة من جسمٍ إلى آخر من الجسم ذي درجة الحرارة الأعلى إلى الجسم ذي درجة الحرارة الأدنى بشكلٍ تلقائي، ولا يمكن منع حدوث هذه العمليّة في الكون، ولكن يمكن إبطاؤها فقط.
