هل الحرارة مادة
سنتناول في هذا المقال محتوى شامل عن الحرارة وتحديد هل الحرارة مادة أم لا عبر بحر، تعتبر الحرارة صورة من صور الطاقة المختلفة حيث يمكن قياسها بواسطة استخدام الأجهزة المختلفة المختصة لذلك، من ضمن تلك الأجهزة جهاز الثيرمو متر، كما تتعدد الوحدات التي يمكن من خلالها تقدير الحرارة فمنها (وحدة الكلفن، وحدة الفهرنهايت، وحدة السيليزية).
يستمد كوكب الأرض الحرارة مباشرة من الشمس التي تظهر في السماء الصافية بنورها الساطع؛ لتمد الأرض بالحياة والحرارة والطاقة اللازمة للعيش على سطح الأرض، ضمن تحويلها إلى أشكال مختلفة يمكن استخدامها في العديد من مجالات الحياة مثل وضع ألواح الخلايا الشمسية أعلى الأسطح لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، وفي ضوء التعرف على الحرارة يتساءل البعض هل تعتبر الحرارة مادة؟
- لا تعتبر الحرارة مادة ويمكننا تفسير ذلك بالرجوع إلى المفهوم الصحيح للمادة.
- إذ أنها تتمثل المادة في ثلاث أشكال هما (الصلبة، والسائلة، والغازية).
- وبتحديد المفهوم العلمي الصحيح للحرارة نجد أنها لا تتطابق مع أشكال المادة المختلفة.
- بجانب عدم المقدرة على تحديد الكتلة القياسية للشمس، وقياس النسب المختلفة للعناصر بداخلها.
ما هي الحرارة
تُعتبر الحرارة مصدر للحياة على سطح الأرض ولكل كائن حي ونبات، فبدونها لم يستطع النبات إتمام عملية البناء الضوئي التي من خلالها ينمو ويزهر، إذ أنها لها دور هام وفعال في العديد من مجالات الحياة والمجالات العلمية ومنها الكيمياء والفيزياء، وإليكم بعض التعريفات الخاصة بالحرارة بالآتي:
- تعُرف الحرارة في العلوم الكيميائية أنها مؤشر يتم من خلاله التعرف على مقدرا الطاقة الحرارية المتواجدة بداخل جسم المادة أو جسم الإنسان.
- كما يستدل من خلالها على مدى تحرك جزيئات المادة واحتكاك ذراتها مع بعضها البعض بداخل الجسم، مما يساعد في تحديد الحالة الخاصة له.
- تعبر الحرارة على مقدار برودة وسخونة الجسم من خلال قياس الدرجة الفعلية باستخدام أجهزة القياس المختلفة.
- يستدل على مقدار الطاقة الحركية للجزيئات والذرات في المواد من خلال الحرارة.
- تعتبر الحرارة مقياس فريد من نوعية في علم الفيزياء، حيث يتم من خلالها تحديد مقدرة مادة ما على نقل الطاقة الحرارية من نظام فيزيائي محدد إلى نظام آخر.
مصادر الحرارة
تعرفنا في الفقرة السابقة عن هل الحرارة مادة ، إذ تُعتبر الحرارة واحدة من اهم أنواع وأشكال الطاقة المتواجدة على سطح الأرض، حيث يمكن تحويلها إلى مختلف الأنواع من الطاقات واستخدامها في كثير من المجالات الحياة، واختلفت المصادر التي يمكن من خلالها الحصول على حرارة، إليكم بعض مصادر الحرارة بالآتي:
التفاعلات الكيميائية
- تُعتبر التفاعلات الكيميائية بين العناصر وذرات المواد من أهم مصادر الحرارة.
- إذ عند تفاعل المواد مع بعضها البعض تتولد طاقة حرارية أما أن يمتصها التفاعل، أو يقوم بطردها إلى الخارج.
- مثل التفاعل الكيميائي لغاز الأكسجين مع الوقود الذي يؤدي إلى احتراق الوقود تاركاً طاقة حرارية.
أشعة الشمس
- المصدر الأساسي والمتجدد للطاقة والحرارة على سطح الأرض.
- تمتص النباتات الأشعة الشمسية لإتمام عملية البناء الضوئي.
- كما أنها مصدر الحياة للكائن الحي، فبدونها تتبدل الأرض وتنعدم.
- يمكن استخدام كميات هائلة من أشعة الشمس في العديد من المجالات.
- تمكنا الأفران الشمسية من جمع عدد كبيراً من أشعة الشمس واستخدامها لاحقاً.
باطن الأرض
- يحتوي باطن الأرض على كميات هائلة من الصخور والأحجار.
- تتمثل الحرارة في انطلاق البركان من باطن الأرض إلى سطحها.
- إذ تؤدي احتكاك الصخور مع بعضها إلى حدوث تفاعلات كيميائية التي تساعد على انصهارها.
- من ثم تقوم بقذفها إلى سطح الأرض بفعل درجة الحرارة الهائلة في الداخل.
الاحتكاك بين الأجسام
- توصل العلماء إلى إمكانية توليد حرارة باحتكاك الأجسام مع بعضها البعض.
- ولكن قد يؤدي هذه الاحتكاك في بعض الأحيان إلى حدوث مشاكل للإنسان.
- فعند تلامس واحتكاك الأجزاء الداخلية للسيارة أثناء سيرها على الطريق يتولد عنها حرارة.
- تؤدي تلك الحرارة المتولدة إلى حدوث تآكل لأجزاء السيارة وتفها على المدى القصير.
طرق انتقال الحرارة
تختلف طرق انتقال الحرارة من جسم إلى أخر حيث أنها تنتقل من الجسم الساخن إلى الجسم البارد ولا يحدث العكس من خلال ثلاث طرق وهما (التوصيل، الإشعاع، الحمل)، فبتعرض الجسم البارد إلى مقدار محدداً من الحرارة تزداد الطاقة الداخلية للذرات، مما يؤدي إلى زيادة درجة الحرارة الخاصة بالجسم البارد، ضمن ملاحظة انخفاض في الطاقة الداخلية لذرات الجسم البارد، من ثم تنتقل كافة الحرارة حتي يحدث اتزان حراري وتتساوى درجة الحرارة في الجسمين.
انتقال الحرارة بالتوصيل
- تنتقل الحرارة بالتوصيل عن طريق التبادل المستمر لحركة الإلكترونات الحرة داخل المواد المختلفة.
- كما أنها تنتقل من خلال زيادة اهتزاز الذرات مع بعضها البعض والتصادم بين جزيئات المادة.
- يمكن أن تنتقل الحرارة بطريقة التوصيل عبر المواد الصلبة والسائلة، بجانب المواد في الحالة الغازية.
- تم اكتشاف فاعلية وكفاءة انتقال الحرارة بالتوصيل عبر المواد الصلبة.
- باستخدام الموصلات الجيدة التوصيل للحرارة واتصالها بمعدنين يختلفان في درجة الحرارة.
انتقال الحرارة بالإشعاع
- تتمثل انتقال الحرارة بالإشعاع في أشعة الشمس التي تصل إلى سطح الأرض دون تدخل الوسط المحيط في ذلك، أو الاستعانة بأدوات توصيل الحرارة المختلفة.
- إذ أطلق مفهوم الإشعاع من قبل علماء الفيزياء علي الأشعة الصادرة من الشمس التي تسير في الفراغ لتصل إلى سطح الأرض.
- تتحرك الأشعة في صورة موجات تُعرف بالموجات الكهرومغناطيسية التي تسير عبرها الفوتونات.
انتقال الحرارة بالحمل
- تُعرف أنها انتقال الحرارة من وسط إلى وسط آخر عن طريق الحركة المستمرة لجزيئات الوسط.
- يستخدم الانتقال بالحمل في المواد السائلة والغازية فقط.
- يمكن تمثيل تجربة انتقال الحرارة بالحمل عن طريق وضع مقدار محدد من سائل ما على النار.
- ثم الانتظار لبضع دقائق حتي تتم عملية التسخين، نُلاحظ ارتفاع الهواء الساخن من السائل إلى الأعلى ليحل محله الهواء البارد.
- كما يمكن وضع مقدار محدد من غاز ما بداخل أنبوبة محكمة الغلق، ثم نقوم بتعرضه لدرجة الحرارة.
- نجد بعد الانتهاء من عملية التسخين حدوث تمدد للغاز مما أدي إلى تقليل كثافته.
وحدات قياس درجة الحرارة
تعددت وحدات قياس درجة الحرارة إلى أن تم اعتماد ثلاث وحدات قياس وفقاً للمنظومة العالمية SI، حيث يتم قياس الحرارة في كثير من معامل الفيزياء والكيمياء المختلفة، لذلك أتاحت المنظومة إمكانية القياس باستخدام ثلاث وحدات، كما يمكن التحويل المباشر من وحدة إلى أخرى عن طريق إجراء بعض العمليات الحسابية، وإليكم وحدات قياس درجة الحرارة:
الكلفن
- يرمز لوحدة القياس كلفن بالرمز K
- يعد من أهم الوحدات المعتمدة من المنظومة العالمية SI.
- يستخدم الكلفن في العديد من المجالات لتوضيح العلاقات المختلفة بين المواد وبعضها البعض.
- إذ يمكن من خلال توضيح العلاقة بين حجم غاز معين ودرجة الحرارة المطلقة.
- كما يستدل على العلاقة بين ضغط غاز وحجمه من خلال درجة الحرارة.
- يبلغ قياس أخفض درجة حرارة إلى صفر كلفن.
السيليزية
- يرمز لوحدة القياس السيليزية بالرمز C
- تلعب تلك الوحدة دوراً هام في الهيئات الجوية.
- إذ تستخدم وحدة السيليزية بشكل متكرر في الحياة اليومية.
- وتعرف من خلال الوحدة على درجة حرارة الطقس اليومية.
الفهرنهيت
- يرمز لوحدة القياس الفهرنهيت بالرمز F
- يقتصر استخدام وحده الفهرنهيت على دولة الولايات المتحدة فقط.
وبهذا نصل لختام مقالنا التي قدمنا من خلاله إجابة وافية لسؤال هل الحرارة مادة ، ضمن التعرف على مفهوم الحرارة في العلوم الفيزيائية والعلوم الكيميائية، بالإضافة إلى طرق انتقال الطاقة الحرارية المختلفة، ووحدات قياس الحرارة المعتمدة من المنظمات العالمية التي تستخدم بشكل يومي وفي العديد من المعامل الكيميائية.
