جميع معادلات تحويل درجات الحرارة

تشكل الحرارة نوع من أنواع الطاقة التي لا يمكن لمسها ، و لكن يمكن الشعور بها لذلك فهي تعتبر طاقة محسوسة ، و هي تعبر عن نطاق حركة الذرات في جسم ما ، و تنتقل درجة الحرارة في جسم الإنسان من الجسم ذو الحرارة العالية إلى

الجسم ذو الحرارة المنخفضة

، حتى يحدث توازن .

طرق إنتقال الحرارة :


هناك ثلاث طرق لإنتقال الحرارة من جسم لآخر  :


أولاً ” Heat Conduction “التوصيل الحراري :


تعتبر

المعادن

المادة الموصلة للحرارة وهي موصل جيد ، بينما يعتبر الهواء موصل ضعيف جدًا .

ثانيًا ” Heat Convection ” الحمل الحراري :


هو عبارة عن إنتقال الحرارة من خلال سائل ؛ من مادة إلي مادة أخرى و تحتوي على نوعين ، الحمل الطبيعي و الحمل القسري ، و هو عبارة عن إنتقال الحرارة من جسم مشع بدون إستخدام وسيط لإنتقال الحرارة .

ثالثًا ” Radiatio ” طريقة الإشعاع :


و تعتمد علي درجة الحرارة و طبيعة السطح المستخدم في إرسال الأشعة ،و يعتقد الكثير من الأشخاص العادية أن درجة الحرارة وكمية الحرارة مفهومين غير متشابهين للمعني ، إنما الشخص الذي يعمل في مجال

الفيزياء

، يعرف كليًا أنه يوجد الكثير من الإختلافات بينهما .

الأجسام القابلة للتوصيل :



أولًا الفلزات :

مثل الحديد و النحاس و هي قابلة لتوصيل الحرارة بشكل جيد جدًا .


ثانيًا المواد شبه موصلة :

مثل السيليكون و الكربون ، و لها القدرة على توصيل الحرارة بطريقة أقل من الفلزات ، و تتطور في قدرة توصيلها في إختلاف درجة الحرارة .

ثالثًا المواد العازلة :

مثل الخشب و البلاستيك ، و هي تعتبر من سيئة جدًا في توصيل الحرارة .

مميزات توصيل الحرارة :



أولاً:

يمكن التوصيل في أجسام المواد الصلبة ، و المواد السائلة و الغازات .

ثانيًا :

التوصيل للحرارة في الأحوال الطبيعية دون إستخدام مؤثرات خارجية فهو يعمل على إنقاص درجة الحرارة ، و يعمل علي توفير التوازن في الوسط .

ثالثًا :

عمليات توصيل الحرارة عملية غير منتظمة و في الغالب لا ينتج تيار كهربائي يمكن إستخدامه ، لأن الحركة تكون عشوائية للإلكترونيات و الجزيئات تتصادم .

رابعًا :

لا تصل قدرة الإتصال للحرارة بين أي جسمين غير متماثلين إلي 100% ، تختلف درجة الحراة و كمية الحرارة في وحدة القياس ، كما تستخدم واحدة منهما لتشير عن الطاقة الداخلية ، أما الثانية تشير للطاقة الحركية .

إن المصطلح المختص بالنظرية الذرية لحركة جزئيات المادة مهم جدًا في معرفة الفرق بين معنى درجة الحرارة ، و كمية الحرارة ، فهي تبين معنى الطاقة الداخلية ، و إن النظرية الذرية الجزئية توضح حركة جزيئات الجسم ، فعند تزايدها تكتسب كمية من الحرارة فتساعد في زياد الطاقة الداخلية ، و ذلك يسبب إرتفاع درجه الحرارة ، و ذلك بسبب التغير في درجة الحرارة والعلاقة عكسية في حالة فقدان الجسم لكم من الحرارة .

كمية الحرارة :


هي وحدة لقياس الطاقة الداخلية في الجسم ، و تعني بمفهوم آخر أنها تحدد الطاقة الحركية التي تنشئ من حركة الجزئيات .

درجة الحرارة :


هي أداة قياس الطاقة الحركية التي تنتج من خلال حركات الجزيئات ، و تقاس درجة الحرارة بعدة وحدات قياس متعددة .

وحدات القياس لدرجات الحرارة المختلفة :


يستخدم الناس وحدات مختلفة لقياس درجات الحرارة ، و تختلف من بلد لأخرى ، و لكن تبنى علي ثلاثة أسس في الترتيب تبدأ بالدرجة المئوية (سيليسوس) ، تليها الفهرنهات ثم الكلفن .

أولاً سليسوس :


تعتبر

الدرجة المئوية

(سليسوس) هي أشهر وسيلة لقياس درجات الحرارة في العالم ، و قد إكتشافها العالم أنجليوس سيليسوس ألماني المنشأ ، و هي الوحدة المستخدمة بصفة عامة ، لقد تم إكتشافها عن طريق تجمد في الماء و رمز لها بالرقم صفر ، و تنتهي بالرقم مئة و هي تعتبر درجة غليان الماء ، لذا تعتبر المسافة بين صفر و مئة متساوية في الدرجات تدريجيًا و تسمي كل درجة مئوية .

ثانيًا الفهرنهايت :


لقد إكتشف العالم دانيال فارنهايت بولندي المنشأ وحدة قياس

الفهرنهانيت

، و هي غير منتشرة بحيز كبير ، و لكن تستخدممها بعض البلاد في قياس درجات الحرارة ، مثل الولايات المتحدة الأمريكية ، و دول أوروبية أخرى ، و يعتبر الصفر في الفهرنهايت لا يعبر عن تجمد الماء ، و لكن يعبر عن درجة التجمد في المحلول الملحي ، و في حالة تحديد درجة التجمد للماء تبدأ من درجة حرارة 32ف ، و تصل درجة الغليان إلى 212ف ، و تعتبر المسافة بين درجة التجمد و درجة الغليان مقسمة إلى 80 درجة فهرنهايت .

ثالثًا الكلفن :


و هي تلقب بدرجة الحرارة المطلقة ، و هي الوحدة التي تعتمد عليها في النظام الدولي ، و قد تم إكتشافها عن طريق العالم كلفن بريطاني المنشأ ، لقد استخدمت وحدة الكلفن في العديد من المجالات كالمجالات العلمية واسعة النطاق ، و السبب يرجع لإرتباطها بين الحجم و ضغط الغاز ، و تكون عند درجة حرارة صفر كلفن يتوقف نشاط الجزئيات تمامًا ، لذلك فهي تعتبر درجة حرارتها الأكثر إنخفاضًا في مجال الطبيعة ، و من النادر إيجاد شخص يستخدم وحدة أخري بديلة للكلفن في التطبيقات التي تخص العلوم .

رابعًا الرانكن :


تعتبر الرانكن وحدة قياس للحرارة المطلقة ، و قد تم إكتشافها عن طريق العالم وليم رانكين الإستكتلندي المنشأ .

معادلات لتحويل درجة الحرارة من السيليسوس إلي فهرنهايت :


تمثل س = درجة الحرارة المئوية تمثل ف = درجة الحرارة فهرنهايت .

مثال : حددت درجة الحرارة في فصل الصيف 90ف كم تساوي من الدرجة المئوية ؟

المعطيات :

درجة الفهرنهايت = 90 المطلوب : إيجاد درجة الحرارة المئوية بمقياس سيليسوس (س)؟ لحل هذه المسئلة س=9/5(ف-32) س=9/5(90-32) س=9/5(58) وبالتالي استخدام طريقة الضرب 5/9×58=32س سنجد دائما أن درجة الحرارة المئوية بالسيليسوس أقل درجة من درجة الحرارة بالفهرنهايت والعلاقة عكسية  .