المرجع الموثوق للقارئ العربي

الفرق بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة

كتابة : ملك غريب

الفرق بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة من الأسئلة الهامة جداً التي ترد للطلاب في الفيزياء، حيث يتم استخدامهما على نطاق واسع لما لهما دور مهم في مجالات الحرارة، والهندسة الميكانيكية والكيميائية والفيزيائية، وعلم الفلك والكثير من المجالات الأخرى، حيث يتمتعان بارتباط وثيق ببعضهم البعض ولكن هناك فرقاً بينهما، حيث أن معرفة الإنسان بالحرارة تطورت وأصبحت في عصرنا الحالي علمًا قائمًا بذاته، فهو يؤثر على جوانب الحياة، وأيضًا لها دور في التطور التكنولوجي والصناعي، وفي هذا المقال من موقع المرجع سيتم توضيح الفرق بين درجة الحرارة والطاقة الحرارية، بالإضافة إلى التطرق لأشكال انتقال الحرارة.

درجة الحرارة والطاقة الحرارية

تعتبر الحرارة من أكثر الأمور أهميةً في الحياة من حولنا، حيث بدونها لا تستطيع الكائنات الحية العيش على سطح الأرض، فقد عرفها الإنسان منذ فطرته، وعمل على توليدها من خلال إشعال النار ثم استخدام الماء للتبريد أو التخلص منها، وفيما يلي سيتم توضيح لمفهومي درجة الحرارة والطاقة الحرارية:

درجة الحرارة

تُعد درجة الحرارة هي كمية الطاقة الحرارية التي يخزنها الجسم، كما أنها كمية فيزيائية تعبر عن برودة أو سخونة الأجسام، بالإضافة إلى أنها مؤشر لمدى حركة الذرات داخل المادة، كما تقاس درجة الحرارة في الدرجة المئوية أو وحدة الفهرنهايت أو الكلفن، حيث أن درجة الحرارة التي تنتهي عند الحركة الحرارية للجسيمات تسمى بالصفر المطلق، فهي تعتبر حالة غير موجودة في الطبيعة.[1]

الطاقة الحرارية

تُعتبر الطاقة الحركية هي الطاقة التي تأتي من مادة جزيئاتها وذراتها تهتز بشكل سريع بسبب ارتفاع درجة الحرارة، حيث أن هذه الذرات والجزيئات تتحرك طوال الوقت، فعند ارتفاع درجة الحرارة بسبب تسخين مادة مما يجعل هذه الجزيئات تتحرك بشكل أسرع فتقوم بالاصطدام ببعضها البعض، وملخص هذه العملية أي كلما تزداد درجة الحرارة كلما تزداد حركة الجزيئات في المادة، وبالتالي يتم زيادة الطاقة الحركية، تعد الطاقة الحركية شكل من أشكال الطاقة الرئيسية في الطبيعة، كما تعرف وحدة قياسها الجول.[1]

شاهد أيضًا: ارتفاع درجة الحرارة سبب من اسباب مشكلة التصحر

الفرق بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة

يُعتبر الفرق بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة، هي أن درجة الحرارة هي متوسط الطاقة الحرارية لجسيمات المادة، أما الطاقة الحرارية هي مجموع طاقتي الوضع والحركة لجميع جسيمات المادة، كما توصف العلاقة بين درجة الحرارة والطاقة الحرارية بأنها علاقة طردية حيث كلما تزداد درجة الحرارة كلما تزداد الطاقة الحرارية والعكس، فعندما تزداد درجة الحرارة لمادة ما فإن الجزيئات التي بداخلها تكتسب طاقة حركية كبيرة، وبالتالي تزداد سرعة حركة الجزيئات مما يتم التصادم في ما بينهم وتنتج الطاقة الحرارية، وفي ما يلي يتم توضيح الفرق بينهما بالتفصيل من خلال الجدول الآتي:[2]

الفرق درجة الحرارة الطاقة الحرارية
المفهوم كمية الطاقة الحرارية التي يخزنها الجسم. الطاقة التي تنتج من حركة الجزئيات داخل المادة وتصادمها ببعضها البعض.
العوامل ترتبط بمتوسط الطاقة الحركية للجسيمات، ولا تعتمد على كمية المادة. يتم الاعتماد على كمية المادة، بالإضافة أنها مرتبطة بالطاقة الحركية الكلية للجسيمات.
الوحدة الدرجات المئوية والكلفن والفهرنهايت. الجول والسعرات الحرارية.
القيمة قيم درجة الحرارة موجبة وسالبة. دائماً تكون ذات قيم موجبة.

شاهد أيضًا: تزيد درجة الحرارة كلما ارتفعنا عن سطح البحر بنحو 150 متراً .

الحرارة النوعية

إنّ درجة الحرارة تُعبّر عن مقدار الحرارة في الأجسام المختلفة، فعندما تتساوى درجة الحرارة بين مادتين أو جسمين لا يعني أنها تتساوى أيضًا بالطاقة الحرارية، مثلا عند أخذ كتلتين متساويتين من مادة ما وتسخين كيلوغرام واحد منها فإذا اخترنا الحديد مثلًا عند القيام بتسخين كيلوغرام من الحديد فهو يحتاج إلى نصف الطاقة عند القيام بتسخين اثنين كيلو غرام من الحديد، أما عند تسخين كيلو غرام من الحديد في درجة مئوية واحدة لا تحتاج نفس الطاقة التي يحتاجها تسخين كيلو غرام واحد من الماء في درجةً مئويةً واحدة، كما تُعرف الحرارة النوعية بأنها مقدار الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة الجسم ما درجةً مئويةً واحدة، كما أنها تختلف بين الأجسام المختلفة، عندما يتم رفع درجة الحرارة كيلوغرام من الماء من 20 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية تحتاج إلى وقت أطول من رفع درجة الحرارة لكيلو غرام من الحديد من 20 إلى مئة درجة، حيث أن مقدار الطاقة الحرارية التي تنتقل للماء أكبر من التي تنتقل الحديد، وذلك بسبب طبيعة بناء المادة وقدرتها على توصيل الحرارة والعديد من العوامل الأخرى.[3][4]

شاهد أيضًا: درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة من حالة الصلابة إلى حالة السيولة هي درجة الغليان

ما هي أشكال إنتقال الحرارة؟

يُعرف انتقال الحرارة بأنه نقل الطاقة من جسم دافئ إلى جسم أكثر برودة، حيث أن اختلاف درجة الحرارة بين جسمين هو سبب لانتقال الحرارة، ولكن بدون هذا الاختلاف لا يمكن أن يحصل انتقال لدرجات الحرارة، كما أن هناك ثلاثة طرق لانتقال الحرارة بين الأجسام وهو ما سيتم توضيحه فيما يلي:[5]

  • الحمل الحراري: وهو انتقال الحرارة بواسطة وسط سائل كالماء أو الهواء، يتم انتقال السائل من مكان إلى آخر وينقل ايضا الحراره معه، كما يعرف التيار الحراري بأنه الحركة كتلة من السائل.
  • التوصيل الحراري: وهو يتم من خلال نقل الطاقة الحرارية من جزيء إلى آخر عن طريق الاتصال المباشر، ويحدث من خلال تصادم الجزيئات في بعضها البعض، كما يتم التوصيل الحراري في المواد السائلة والصلبة والغازية، ويعمل بأفضل شكل عندما تحتوي المواد على جزيئات بسيطة قريبة من بعضها البعض.
  •  الإشعاع الحراري: وهو الذي يقوم بنقل الحرارة من خلال الموجات الكهرومغناطيسية، فيكون على عكس الحمل الحراري أو التوصيل الحراري، إذ أنه لا يحتاج إلى نقل الحرارة بالإشعاع أو أي مادة مساعدة، ومثال على ذلك: نقل حرارة الشمس لتصل إلى الأرض.

شاهد أيضًا: التغير الذي يحدث للجليد عند تغير درجة الحرارة يسمى

وبهذا القدر من المعلومات الهامة أنهينا هذا المقال الذي كان بعنوان الفرق بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة، فبعد أن عرفنا درجة الحرارة والطاقة الحرارية، كما أرفقنا لكم الفرق بينهما، وفي نهاية المقال تحدثنا عن أشكال انتقال الحرارة.

المراجع

  1. solarschools.net , Thermal Energy , 03/12/2021
  2. differencebetween.net , Difference Between Temperature and Thermal Energy , 03/12/2021
  3. chem.libretexts.org , Heat Capacity and Specific Heat , 03/12/2021
  4. britannica.com , specific heat , 03/12/2021
  5. uwsp.edu , Energy Education: Concepts and Practices , 03/12/2021

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.