ما هي درجة الحرارة النسبية؟

2 إجابتان

درجة الحرارة هي خاصية المادة التي تعكس كمية الطاقة الحركية في الجسيمات المكونة لها، وهي مقياس لمقارنة مدى سخونة أو برودة الأشياء، ودرجة الحرارة الأكثر برودة تسمى درجة الصفر المطلق وهي الدرجة التي تكون فيها الحركة الحرارية للجسيمات عند الحد الأدنى، والصفر المطلق هو الدرجة 0 على مقياس كالفن.

هناك العديد من المقاييس المستخدمة لقياس درجة الحرارة ومن أكثر هذه المقاييس شيوعًا كالفن وسيليسيوس وفهرنهايت، قد تكون موازين درجة الحرارة نسبيةً أو مطلقة، حيث يعتمد المقياس النسبي على السلوك الحركي بالنسبة لمادة معينة، ويعتبر كل من مقياس سليسيوس وفهرنهايت مقاييس نسبية بناءً على نقطة تجمد الماء ونقطة غليانه، لكن هذه الدرجة تختلف من مقياس إلى آخر، فمقياس كلفن يعتمد على الديناميكا الحرارية وليس على خاصية المادة.

عند استخدام أدواتٍ معينة لقياس درجة حرارة الأشياء يتم تحديد درجة حرارة نسبية يتم قياس الحراة الأعلى والأقل منها، على سبيل المثال يتم تحديد الحرارة النسبية بالدرجة صفر وهي درجة تجمد الماء، ويتم إجراء قياساتٍ أخرى نسبة إلى هذه الدرجة، ولمقاييس درجة الحرارة النسبية أرقام موجبة وسالبة،وليس من الضروري أن نبدأ من الدرجة صفر بل نستطيع اختيار الميزان الذي يبدأ من الدجة التي تناسب احتياجاتنا، ويتم قياسه بالدرجة المئوية والفهرنهايت.

أما في علم الأرصاد الجوية فمصطلح الحرارة النسبية يطلق عليه أيضًا اسم الرطوبة النسبية كما يعرف أيضًا باسم درجة الحرارة الظاهرة وهو درجة الحرارة التي يشعر بها جسم الإنسان عندما يتم دمج نسبة الرطوبة مع درجة حرارة الهواء، وهذه الحرارة تؤثر بشكلٍ كبير على راحة الإنسان، فعندما ترتفع درجة حرارة الجسم يبدأ بالتعرق ليبرد نفسه، وإذا لم يكن العرق قادرًا على التبخر فلن يتمكن الجسم من تنظيم درجة حرارته، فالتبخر هو عملية تبريد عندما تكون  الرطوبة النسبية مرتفعة في الغلاف الجوي فإن جسم الإنسان يشعر بالحر  لأن العرق لن يتمكن من التبخر بسبب نسبة بخار الماء العالية في الهواء، و كلما انخفضت الرطوبة النسبية انخفضت معها درجة حرارة الجسم.

هناك علاقة مباشرة بين درجة حرارة الهواء والرطوبة النسبية ومؤشر الحرارة، وهذا يعني أنه كلما ازدادت درجة حرارة الهواء والرطوبة النسبية ازداد مؤشر الحرارة ، وكلما انخفضت درجة حرارة الهواء والرطوبة النسبية انخفضت درجة الحرارة.

على سيل المثال عندما تكون درجة الحرارة ( 100 درجة فهرنهايت) والرطوبة النسبية 15% فإن مؤشر الحرارة سيكون عند الدرجة ( 96 درجة فهرنهايت).

كثيرًا ما تكون درجات الحرارة مرتفعة خلال فصل الصيف لكن قيم الرطوبة النسبية المنخفضة تجعل من غير المعتاد إلى حدٍ ما رؤية قيم مؤشر الحرارة الخطر أي (103 درجة فهرنهايت أو أعلى).

أكمل القراءة

درجة الحرارة النسبية

تعكس درجة الحرارة مقدار الطاقة الحركية للجسيمات والجزيئات المكونة للمواد، وتعطي فكرة عن مدى برودة أو سخونة هذه المواد، عندما تكون الطاقة الحركية للأجسام بأدنى حد لها تكون درجة حرارتها تعادل الصفر المطلق، وندعوها في هذه الحالة درجة الحرارة المطلقة، بينما تعبر درجة الحرارة النسبية عن حرارة الأجسام بالمقارنة مع درجة تجمد مادة أخرى.

ولا تعبر عن كمية الطاقة الحركية لهذه المادة بشكل مباشر، بل تقارنها مع قيمة مرجعية معينة، وتأخذ أرقاما أعلى أو أقل من هذه القيمة، يعبر مقياس كلفن عن درجة الحرارة المطلقة، بينما يستخدم مقياس  سيليسوس وفهرنهايت لقياس درجة الحرارة النسبية وذلك بالمقارنة مع درجة تجمد وغليان الماء، تعادل درجة الصفر المطلق – 273.15 درجة مئوية على مقياس سيليسوس أي أقل ب 273 نقطة من درجة تجمد الماء، والوحدة المستخدمة لقياس درجة الحرارة في النظام الدولي هي الكلفن.

هناك نوعان أساسيان من مقاييس درجة الحرارة، مقياس درجة الحرارة النسبية والمطلقة

  • مقياس درجة الحرارة النسبية

يقارن هذا المقياس درجة حرارة الجسم أو المادة نسبةً إلى درجة غليان أو تجمد مادة أخرى، وتكون فيه القياسات أعلى أو أقل من القياس المرجعي، يعتبر مقياس سيليسيوس ومقياس فهرنهايت مثالاً على مقاييس درجة الحرارة النسبية التي تستخدم درجة تجمد الماء كمرجع، تعادل درجة تجمد الماء في مقياس سيليسيوس صفر درجة مئوية، و تعادل درجة الغليان 100 درجة مئوية، اخترع هذا المقياس من قبل العالم السويدي أندري سيليسيوس عام 1742، ويسمى أبضاً بالمقياس المئوي نظراً لوجود مئة درجة فاصلة بين نقاطه المرجعية، ويعتبر أحد مقاييس النظام المتري.

أما في مقياس فهرنهايت يتجمد الماء عند 32 درجة، ويغلي عند 212 درجة مئوية، وسمي بهذا الاسم نسبة إلى مخترعه الهولندي دانيال فهرنهايت، وذلك في أوائل القرن الثامن عشر.

يحتوي هذان المقياسان على أرقام موجبة وأخرى سالبة للتعبير عن درجات الحرارة، تم اختيار الماء كنقطة مرجعية لكونه أشهر المذيبات على الإطلاق، ولكن يمكن اختيار أي مادة لتكون نقطة مرجعية لقياساتنا.

للتحويل من الفهرنهايت إلى الدرجة المئوية يمكن اعتماد الصيغة التالية:

درجة الحرارة المئوية = 5/9 ×(درجة الحرارة بالفهرنهايت – 32).

  • مقياس درجة الحرارة المطلقة

يتم من خلاله قياس مقدار الطاقة الحركية للذرات والجزيئات، ومثاله مقياس كلفن ورانكين، يعادل الصفر المطلق في هذا المقياس أدنى درجة حرارة يمكن أن تصل إليها المادة، حيث تكون الطاقة الحركية للجزيئات والذرات معدومة، إذا يبدأ هذا المقياس من عند الصفر ويتجه باتجاه واحد فقط ولا يحتوي على أرقام سالبة، وهذه هي نقطة الاختلاف الأساسية بينه وبين مقياس درجة الحرارة النسبية الذي تعادل الصفر فيه نقطة تجمد مادة معينة، وتتراوح القيم الأخرى بكلا الاتجاهين ويمكن أن تكون سالبة أو موجبة.

يعتمد هذا المقياس على قوانين الديناميكا الحرارية والتي تنص أنه لا يمكن للمواد الوصول إلى درجة الصفر المطلق، ولا يمكن إزالة الطاقة الحركية للجزئيات، وعندما تصل إلى هذه الدرجة تكون قيمة الطاقة الحركية بحدها الأدنى، يعود أصل هذا المقياس إلى عام 1848 حين قام الملك كلفن بتحديد درجة حرارة الصفر المطلق كبداية لقياس اعتماداً على قوانين الفيزياء وعلى دورة كارنو التي تمثل الحد الأقصى والأدنى للطاقة الحرارية للمواد. يقتصر استعمال المقياس المطلق على المقاييس التي لها حد أدني معروف، على سبيل المثال، لا يمكن قياس الوقت باستعمال المقاييس المطلقة فهو لا يملك حد أدني أو نقطة بداية محددة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي درجة الحرارة النسبية؟"؟