الفرق بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة

يعد الفرق بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة من الأسئلة المهمة جدًا التي تطرح على الطلاب في الفيزياء، حيث يتم استخدامها على نطاق واسع لأن لها دورًا مهمًا في مجالات الحرارة والهندسة الميكانيكية والكيميائية والفيزيائية وعلم الفلك والعديد من المجالات الأخرى، حيث ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض، ولكن هناك فرق بينهما، حيث تطورت معرفة الإنسان بالحرارة وأصبحت في عصرنا علمًا قائمًا بذاته، فهي تؤثر على جوانب الحياة، ولها أيضًا دور في التطور التكنولوجي والصناعي، وفي هذه المقالة سيتم توضيح الفرق بين درجة الحرارة والطاقة الحرارية، بالإضافة إلى معالجة أشكال نقل الحرارة. .

درجة الحرارة والطاقة الحرارية

تعتبر الحرارة من أهم الأشياء في الحياة من حولنا، فبدونها لا يمكن للكائنات الحية أن تعيش على سطح الأرض. وقد عرفه الإنسان منذ غريزته، وعمل على توليدها بإشعال النار ثم استخدام الماء لتبريدها أو التخلص منها، وفيما يلي شرح مفهومي الحرارة والطاقة الحرارية:

درجة الحرارة

درجة الحرارة هي كمية الطاقة الحرارية التي يخزنها الجسم، وهي كمية فيزيائية تعبر عن برودة أو سخونة الأشياء، بالإضافة إلى كونها مؤشرًا لمدى حركة الذرات داخل مادة ما. تنتهي بالحركة الحرارية للجسيمات التي تسمى الصفر المطلق، حيث تعتبر حالة غير موجودة في الطبيعة.

طاقة حرارية

الطاقة الحركية هي الطاقة التي تأتي من مادة تهتز جزيئاتها وذراتها بسرعة بسبب ارتفاع درجة الحرارة، حيث تتحرك هذه الذرات والجزيئات طوال الوقت، عندما ترتفع درجة الحرارة بسبب تسخين مادة ما، مما يجعل هذه الجزيئات تتحرك بشكل أسرع وتتصادم مع بعضها البعض، وملخص لهذه العملية، أي أنه كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت حركة الجزيئات في المادة، وبالتالي تزداد الطاقة الحركية. الطاقة الحركية هي شكل من أشكال الطاقة الرئيسية في الطبيعة، وتعرف وحدة قياسها باسم الجول.

الفرق بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة

يعتبر الفرق بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة أن درجة الحرارة هي متوسط ​​الطاقة الحرارية لجزيئات المادة، بينما الطاقة الحرارية هي مجموع الطاقات المحتملة والحركية لجميع جسيمات المادة، والعلاقة بين درجة الحرارة والطاقة الحرارية هي توصف بأنها علاقة مباشرة حيث كلما ارتفعت درجة الحرارة زادت الطاقة الحرارية والعكس صحيح، فعندما تزداد درجة حرارة مادة ما تكتسب الجزيئات الموجودة بداخلها طاقة حركية كبيرة، وبالتالي تزداد سرعة حركة الجزيئات، مما تصطدم ببعضها البعض وتنتج طاقة حرارية. وفيما يلي شرح الفرق بينهما بالتفصيل من خلال الجدول التالي:

حرارة نوعية

تعبر درجة الحرارة عن مقدار الحرارة في أجسام مختلفة، فعندما تكون درجة الحرارة متساوية بين مادتين أو جسمين لا يعني أنها متساوية أيضًا في الطاقة الحرارية، على سبيل المثال عند أخذ كتلتين متساويتين من مادة ما وتسخين كيلوغرام واحد منها . إذا اخترنا الحديد مثلا عند تسخين كيلوغرام من الحديد فهو يتطلب نصف الطاقة عند تسخين كيلوغرامين من الحديد ولكن عند تسخين كيلوغرام واحد من الحديد عند درجة واحدة لا يحتاج إلى نفس الطاقة التي يحتاجها تحتاج إلى تسخين كيلوغرام واحد من الماء عند درجة واحدة مئوية، ويتم تعريف الحرارة النوعية على أنها كمية الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة الجسم بمقدار درجة مئوية واحدة، حيث تختلف بين الأجسام المختلفة، عندما تكون درجة حرارة كيلوجرام من الماء من 20 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية، يستغرق وقتًا أطول من رفع درجة حرارة كيلوجرام من الحديد من 20 إلى 100 درجة، حيث أن كمية الطاقة الحرارية المنقولة إلى الماء أكبر من الحديد، نظرًا لطبيعة بناء المواد وقدرتها على إجراء الحرارة وعوامل أخرى كثيرة.

ما هي أشكال انتقال الحرارة؟

يُعرّف 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 يحدث انتقال درجة الحرارة، وهناك ثلاث طرق للحرارة النقل بين الجثث والذي سيتم شرحه على النحو التالي:

• الحمل الحراري: هو نقل الحرارة بواسطة وسط سائل مثل الماء أو الهواء، حيث يتم نقل السائل من مكان إلى آخر وأيضًا نقل الحرارة معه، ويعرف تيار الحمل بأنه حركة كتلة من السائل.
• التوصيل الحراري: وهو من خلال نقل الطاقة الحرارية من جزيء إلى آخر عن طريق التلامس المباشر، ويحدث من خلال اصطدام الجزيئات ببعضها البعض، وكذلك التوصيل الحراري في المواد السائلة والصلبة والغازية، ويعمل بشكل أفضل عندما تحتوي المواد على جزيئات بسيطة قريبة من بعضها البعض. بعض.
• الإشعاع الحراري: هو الذي ينقل الحرارة عبر الموجات الكهرومغناطيسية، على عكس الحمل الحراري أو التوصيل الحراري، حيث لا يحتاج إلى نقل الحرارة بالإشعاع أو أي مادة مساعدة، على سبيل المثال: نقل حرارة الشمس للوصول إلى الأرض.