هل تعرف الفرق بين الحرارة ودرجة الحرارة؟ غالبًا ما يُخلط بين هذين المفهومين ويُساء استخدامهما. مع أنهما متقاربان، إلا أنهما ليسا متطابقين. فالحرارة شكل من أشكال الطاقة، بينما درجة الحرارة هي الخاصية التي تحدد اتجاه تدفق الحرارة.
لكن ما هي خصائص كل منها؟ سنناقش هذا وأكثر في هذه المقالة الخاصة.
ما هي الحرارة بالضبط؟
في الأيام المشمسة، وخاصة في فصل الصيف، غالباً ما نقول: "الجو حار جداً!"، أليس كذلك؟ حسناً، هذا الشعور ناتج عن الشمس، وهي جسم أكبر بكثير من كوكب الأرض (يبلغ قطرها 696.000 كيلومتر، بينما يبلغ قطر كوكبنا 6.371 كيلومتراً فقط)، وأكثر حرارة بكثير: حوالي 5600 درجة مئوية ، مقارنة بمتوسط 14 درجة مئوية المسجلة هنا.
يمكن وصف الحرارة بأنها انتقال الطاقة من جسم ذي درجة حرارة أعلى إلى جسم "أبرد". وبالتالي، يصل الجسمان إلى حالة التوازن الحراري، وهو ما يحدث، على سبيل المثال، عندما نخلد إلى الفراش في الشتاء: تكون الملاءات والأغطية باردة في البداية، لكنها تدفأ تدريجياً.
يمكن نقل الطاقة الحرارية بثلاث طرق مختلفة:
إشعاع: عندما ينتشر على شكل موجات كهرومغناطيسية مثل الطاقة الشمسية.
القيادة: عندما ينتشر عن طريق الاتصال المباشر ، مثل وضع الملعقة في القهوة الطازجة.
الحمل الحراري: عند تكاثرها بواسطة سائل أو غاز مثل السخانات الموجودة في المنزل.
وبمجرد حدوث ذلك، يمكن أن يتحول الجسم إلى حالة مختلفة ، قد تكون صلبة أو سائلة أو غازية. تُعرف هذه التحولات بتحولات الحالة، وهي تُشكّل باستمرار العالم الطبيعي للأرض. ومن أكثر تحولات الحالة شيوعًا في علم الأرصاد الجوية ما يلي:
من الصلب إلى السائل يسمى انصهار.
من السائل إلى الصلب يسمى تصلب.
من السائل إلى الغازي يسمى تبخير.
من الغازي إلى السائل يسمى تكاثف.
تُقاس الطاقة الحرارية بالسعرات الحرارية ، على عكس درجة الحرارة التي تُقاس بالدرجات (سواء كانت كلفن أو سيليسيوس أو فهرنهايت)، أو أيضًا بالجول (الجول الواحد يعادل تقريبًا 0,23 سعر حراري).
تعريف درجة الحرارة
درجة الحرارة خاصية للمادة تُقاس باستخدام الترمومتر . كلما اقترب جسم من جسم آخر أكثر سخونة، ارتفعت درجة حرارته. على سبيل المثال، عندما نمرض ونصاب بالحمى، ترتفع درجة حرارة أجسامنا أيضًا.
وهناك ثلاثة مقاييس تقيسه كما ذكرنا من قبل:
درجة مئوية: أكثر ما نعرفه ونستخدمه في أوروبا ، حيث يكون التجميد (0 درجة مئوية) والغليان (100 درجة مئوية) كنقاط مرجعية.
فهرنهايت: يتم استخدامه بشكل خاص في البلدان الأنجلو ساكسونية. نقاطه المرجعية هي تجميد خليط من الماء والملح مضاد للتجمد ودرجة حرارة جسم الإنسان. 1 درجة مئوية تساوي 33,8 درجة فهرنهايت.
كلفن: للاستخدام العلمي. نقاطها المرجعية هي الصفر المطلق والنقطة الثلاثية للماء. 1 درجة مئوية تعادل 274,15ºK.
درجات الحرارة على الأرض
تختلف درجة الحرارة باختلاف الارتفاع، والقرب من البحر وخط الاستواء، والتضاريس، وكذلك باختلاف الغطاء النباتي (فكلما زادت المساحات الحرجية، زاد بخار الماء الذي تنتجه هذه النباتات من خلال عملية التمثيل الضوئي، مما يساعدنا على التكيف بشكل أفضل مع الحرارة). وبشكل عام، يمكن تقسيم كوكب الأرض إلى ثلاث مناطق رئيسية:
منطقة دافئة أو استوائية: تقع بين المنطقتين المداريتين ومقسمة على خط الاستواء إلى منطقتين متساويتين. متوسط درجة الحرارة فوق 18 درجة مئوية.
المنطقة المعتدلة (شمال وجنوب): تمتد من المناطق الاستوائية إلى القطبين. يظل المتوسط السنوي لدرجات الحرارة حوالي 15 درجة مئوية. في المناطق الواقعة في المنطقة المعتدلة ، فصول السنة محددة جيدًا.
المنطقة الباردة (الأقطاب): تقع بين الدائرة القطبية الشمالية والقطب الشمالي والدائرة القطبية الجنوبية والقطب الجنوبي. يتم الاحتفاظ بدرجات الحرارة عمليًا دائمًا دون 0 درجة مئوية ، حتى تصل إلى -89 درجة مئوية.
والإحساس الحراري؟
حتى لو أشار مقياس الحرارة إلى درجة حرارة معينة في منطقتنا، فقد يشعر جسمنا بشيء مختلف، وهذا ما يُعرف بتأثير برودة الرياح . فما هو هذا التأثير تحديداً؟
درجة الحرارة المحسوسة هي استجابة الجسم لدرجة الحرارة المحيطة ، وتُعتبر درجة الحرارة المحسوسة هي تلك التي تتجاوز 26 درجة مئوية، مع العلم أنها تختلف اختلافًا كبيرًا باختلاف الفصول والأفراد. ولهذا السبب، لا يستمتع عادةً سكان المناطق المعتدلة أو الباردة بحرارة البحر الأبيض المتوسط الرطبة، بينما يجد سكان المناطق الاستوائية أو شبه الاستوائية صعوبة في التأقلم مع المناخ البارد.
كلما زادت الرطوبة، زادت الحرارة المحسوسة؛ وكلما انخفضت الرطوبة، زادت البرودة المحسوسة. فعلى سبيل المثال، درجة حرارة 30 درجة مئوية مع رطوبة 90% ستشعر وكأنها 40 درجة مئوية.
