]درجة الحرارة

- درجة الحرارة
يعد مفھوم درجة الحرارة من المفاھيم الأساس في الفيزياء شأنة شأن المفاھيم الاساس الأخرى كالقوة مثلا .
سخونة ?? ساسنا بال ?? د إح ?? سؤول عن ?? شيء الم ?? ك ال ?? ي ذل ?? رارة ھ ?? ة الح ?? و أن درج ?? ه ھ ?? سيطة والاولي ?? اھيم الب ?? ن المف ?? وم
د ?? اش X سم ?? ول أن الج ?? ستطيع الق ?? سام إذ ن ?? رودة الأج ?? والبرودة وتعد حاسة اللمس ابسط طريقة تمييز سخونة وب
ة ?? وھكذا نستطيع التعبير عن مفھوم درج Z اشد او اقل سخونة من الجسم Y والجسم Y سخونة من الجسم
الحرارة .
ه ?? كأن T ة 1 ?? رارة معين ?? ة ح ?? ذا درج X يكن ?? ا ول ?? سما معين ?? ومن اجل الفھم اكثر لمعنى درجة الحرارة ،دعنا ناخذ ج
ون ?? أن يك ?? ك ، T ه 2 ?? رارة معين ?? وذا درجة ح Y يكون باردا عند لمسه باليد وجسما ثانيا مماثلا للاول تماما وليكن
ساخنا عند لمسة باليد فاذا وضع الجسمان في حالة اتصال حراري ، فأن الجسم الساخن يبرد أي تنخفض درجة
X حرارته بينما يسخن البارد أي ترتففع درجة الحرارة ،وبعد مرور فترة كافية من الزمن فأن كل من الجسمين
سيؤلان الى الدرجة الحرارية نفسھا،وعندھا يمكن القول بأن الجسمين اصبحا في حالة توازن حراري . Y و
ساب ?? وھو نوع من انواع الطاقة ) قد ان ) Heat ويمكن توضيح ذلك بأفتراضنا ان ھنالك شئ ما نسمية الحرارة
ة ?? ذ القيم ?? ام) تأخ ?? سم او (النظ ?? من الجسم الساخن الى داخل الجسم البارد ومن ھذا يتضح لنا بأن درجة حرارة الج
سام او ?? ذه الاج ?? عت ھ ?? ة) اذا وض ?? سام (او الانظم ?? ك الاج ?? ة لتل ?? رارة المختلف ?? ات الح ?? يم درج ?? ا ق ?? ؤول لھ ?? ي ت ?? سھا الت ?? نف
اس ?? ي مقي ?? رارة ھ ?? ة الح ?? رة ان درج ?? ع فك ?? يتطابق م ?? ر س ?? ذا التغيي ?? ر . ان ھ ?? راري مباش ?? صال ح ?? وية وبأت ?? ة س ?? الانظم
و ?? رارة ھ ?? ة الح ?? ر لدرج ?? ي اخ ?? ى اساس ?? ى معن ?? ضا ال ?? ود اي ?? ه يق ?? ن ان ?? السخونة او برودة الاجسام (او الانظمة) فضلا ع
راري ?? صال ح ?? ة ات ?? ي حال ?? واد ف ?? ذه الم ?? ع ھ ?? انھا خاصية ما للمادة تؤول الى نفس قيمتھا في مواد اخرى عندما توض
ذرات او ?? راري ل ?? شاط الح ?? اس للن ?? ويتحقق التوازن الحراري فضلا عما تقدم فأنة يمكن اعتبار درجة الحرارة كمقي
جزيئات المادة .وتعرف على انھا مقياس للطاقة الحركية (او الاھتزازية ) لذرات او جزيئات المادة .
2 - أسس قياس درجة الحرارة
ذه ?? ن ھ ?? رارة وم ?? ة الح ?? ر درج ?? ع تغي ?? واص م ?? ذه الخ ?? ر ھ ?? رارة وتتغي ?? ة الح ?? ى درج ?? تعتمد الخواص الفيزيائية للمادة عل
الخواص حجم المادة،مقاومة السلك الكھربائية،وطول القضيب المعدني وغيرھا لقد استعان العلماء بالعلاقة بين
رار). ان ?? و (المح ?? رارة وھ ?? ة الح ?? ب لدرج ?? اس مناس ?? اء مقي ?? ي بن ?? رارة ف ?? ة الح ?? ة ودرج ?? أي من ھذه الخواص الفيزيائي
بناء أي مقياس لدرجة الحرارة يعتمدأساسا على الاختيارات الاتية:.
-1
أختيار المادة الحرارية المناسبة .
-2
أختيار الصفة المحرارية لتلك المادة.
-3
أختيار المدى المناسب لدرجات الحرارة التي يراد قياسھا .
-4
ألافتراض بأن الصفة الحرارية المختارة تتغير بأستمرار مع تغير درجة الحرارة .
أن استحضار النقاط أعلاه مھم جدا عند بناء أي مقياس لدرجات الحرارة فيمكن ان تكون صفة محرارية
مناسبة لمدى معين من درجة الحرارة من دون غيرھا.فاذا أفترضنا أن العلاقة بين الخاصية الفيزيائية
يمكن كتابتھا بالعلاقة الخطية الاتية T ودرجة الحرارة المطلقة X المحرارية المختاره
) T = ax ...............(1
رارة ، أن ???? ة الح ???? اس درج ???? رار لقي ???? اء اي مح ???? ام ببن ???? د القي ???? ا عن ???? د قيمتھ ???? ن تحدي ???? ه ، يمك ???? ة ثابت ???? ل كمي ???? تمث a أذ أن
المعادله( 1) تشير الى نقطتين مھمتين ھما :.
-1
ية ?? ة الخاص ?? ي قيم ?? دار ف ?? ساوية المق ?? رات مت ?? ا تغي ?? تج عنھ ?? رارة ين ?? ة الح ?? ي درج ?? ساوية ف ?? روق المت ?? أن الف
.(X) الفيزيائية المحرارية المختارة
-2
درجتين ?? أن النسبة بين أي درجتين حرارتين تساوي النسبة بين قيمتي الخاصية الفيزيائية عند تلكما ال
الحرارتين وبتعبير أخر فأن :.
) T1/ T2 = X1/X2 ...... (2
ا ?? ذلك فأنھ ?? ول T1,T رارتيين 2 ?? درجتين الح ?? د ال ?? ة عن ?? ادة الفيزيائي ?? ية الم ?? دار خاص ?? ثلان مق ?? تم X1 ,X أذ أن 2
لاتظھرفي المعادلة( 2) ويمكن اعادة كتابتھا على النحو التالي
T1 = T2 . X1 / X2 ………(3)
أن ?? ى ( 273.16 ) ف ?? ساوية ال ?? والم T اء 2 ?? ة للم ?? ة الثلاثي ?? د النقط ?? عن X ادة 2 ?? ية الم ?? ة خاص ?? نا أن قيم ?? أذا فرض ?? ف
المعادلة ( 3) يمكن تبسيطھا الى الصيغة التالية :.
T1 =273.16 X1/ X2…..(4)
أن العلاقة ألاخيرة يمكن تعميمھا على أي نوع من المحارير يراد استخدامه.
-3
قياس درجة الحرارية :.
لقياس درجة الحرارة وتحديد مقدارھا رقميا يجب بناء جھاز خاص يدعى بالمحرار ولبناء المحرار يجب أن
تتوفر المستلزمات التالية :.
-1
التركيب
-2
التدريج
-3
الحساسية
-1
رارحملا بيكرت.:
ا?? ة لھ ?? ائلة أوغازي ?? لبة أوس ?? ي أي مادةص ?? واد ھ ?? ذه الم ?? ة وھ ?? ادة الحراري ?? ى الم ?? ا عل ?? د أساس ?? رار يعتم ?? ب المح ?? أن تركي
خواص فيزياوية تتغير مع درجة الحرارة .
ى ?? رة عل ?? ه كثي ?? ك أمثل ?? ة وھنال ?? ية الحراري ?? دعى بالخاص ?? ھا ت ?? ن قياس ?? رارة ويمك ?? ة الح ?? ع درج ?? ر م ?? ي تتغي ?? ية الت ?? والخاص
الخواص المحرارية مثل:.
التغير في ابعاد الجسم (ظاھرة التمدد)والتغير في ضغط الغاز عند ثبوت الحجم ....الخ .
ي?? تظم ف ?? ر المن ?? اس التغي ?? ى اس ?? ة عل ?? ادة الحراري ?? ضروري للم ?? ب ال ?? ار المناس ?? ون الاختي ?? رار يك ?? والمھم عند بناء المح
قيمة الخاصية الحرارية مع ارتفاع الدرجة الحرارية .
-2
رارحملا جيردت.:
ة?? ية الثابت ?? اط القياس ?? ض النق ?? ار بع ?? تم اختب ?? رض ي ?? ذا الغ ?? ق ولھ ?? ب ودقي ?? شكل مناس ?? ة ب ?? ب تدريج ?? رار يج ?? اء المح ?? بعد بن
كنقاط مرجعية يستندعلى أساسھا تدريج المحرار.
والتدريج يتم بتقسيم قيمة الخاصية بين النقاط الثابتة الى أجزاء متساوية فمثلا التدريج المئوي يتم بتقسيم قيمة
ل ?? ساوي وك ?? زء مت ?? ى ( 100 ) ج ?? ادي) ال ?? غط اعتي ?? ت ض ?? اء (تح ?? ان الم ?? الخاصية بين نقطة أنصھار الجليد ونقطة غلي
جزء يمثل درجة مئوية واحدة وھكذا بالمقياس الفھرنھايتي والمقياس الكلفني.
-3
رارحملا ةيساسح.:
??ي ?? ة ف ?? شروط التالي ?? وفر ال ?? ب ان تت ?? ك يج ?? ق ذل ?? ا وح ساسا ولتحقي ?? ون دقيق ?? ب ان يك ?? ه يج ?? رار وتدريج ?? اء المح ?? د بن ?? بع
المحرار :.
أ -
أن يتحسس المحرار ويكتشف التغيرات في درجات الحرارة مھما كانت صغيرة وھذا يتطلب ان
يكون معدل تغير الخاصية المحرارية مع درجة الحرارة أكبر مايمكن .
ب -
رة ?? ي فت ?? ه ف ?? ة حرارت ?? اس درج ?? راد قي ?? سم الم ?? ع الج ?? راري م ?? وازن الح ?? ة الت ?? رار حال ?? صل المح ?? أن ي
راري ?? يل ح ?? رار ذات توص ?? صله المح ?? ة وب ?? ادة الحراري ?? ون الم ?? زمنية قصيرة ،وھذا يقتضي أن تك
عالي .
سعة ?? ون ال ?? ج- أن لايمتص كمية كبيرة من الحرارة من الجسم المراد قياس درجه حرارته ،أي أن تك
الحرارية للمادة المحرارية وبصله المحرار صغيره جدا .