هل تساءلت يوماً ما الذي يجعل الاجسام ساخنه . الاجابة بشكل بسيط هو انه عندما تزداد درجة حرارة جسم معين تتحرك الجسيمات التي يتكون منها هذا الجسم بشكل اسرع .
كل شئ فى الكون وله كتله وحجم هو مادة . توجد المادة فى اشكال فيزيائية مختلفة ( صلبة , سائلة ,غازية ) . وهذه المواد مصنوعة من جزيئات صغيرة تسمي الذرات , الجزيئات , الايونات . هذه الجسيمات الصغيرة دائما في حالة حركة واما تصطدم ببعضها البعض او تهتز ذهاباً واياباً . وبالتالي تشكل شكل من اشكال الطاقة يسمي الطاقة الحرارية .
اذن , ما هي الطاقة الحرارية ؟
هي الطاقة التي يمتلكها جسم او نظام بسبب حركة الجسيمات داخل الجسم او النظام , ولان الطاقة الحرارية ناتجة عن حركة الجسيمات لذلك فهي شكل من اشكال الطاقة الحركية , ويمكن قياس هذه الطاقة بوحدات مختلفة مثل الدرجة المئوية او الفهرنهايت , الجول , وكلما تحركت الجسيمات بشكل اسرع , زادت درجة الحرارة المسجلة .
تغير حالة المادة عند زيادة درجة الحرارة
الجسيمات سريعة الحركة تثير الجسيمات القريبة . اذا تم تسخينها بدرجة كافية , فإن حركة الجسيمات في المادة الصلبة تزداد وتتغلب علي الروابط التي تجعلها متماسكة معاً . تغير المادة حالتها من صلبة الي سائلة ( الذوبان او الانصهار ) . واذا زادات حركة الجسيمات مرة اخري بشكل اكبر في السائل , عندها تتحول المادة الي غاز ( تبخر ) .
طرق نقل الطاقة الحرارية
هناك ثلاث طرق لنقل الحرارة ( الحمل الحراري , التوصيل , الاشعاع ) :
الحمل الحراري : ومثال علي ذلك مكيف الهواء والذي ينقل الطاقة الحرارية من خلال الغازات او السوائل , حيث يقوم بتسخين جسيمات الهواء وتتحرك بشكل اسرع . مما يؤدي الي ارتفاع درجة حرارة الجسيمات الباردة , ونظراً لان الهواء الساخن اقل كثافة من الهواء البارد يرتفع الي اعلي ويسقط الهواء الاكثر برودة الي اسفل والذي يمكن سحبه الي انظمة التكييف وتسخينه مره اخري .
التوصيل : وهي نقل الطاقة الحرارية من مادة الي اخري عن طريق الاتصال او التلامس . ومثال علي ذلك عندما تنتقل الحرارة من شعلة البوتجاز الي المقلاة .
الاشعاع : وهي عملية تتحرك فيها الحرارة عبر أماكن لا توجد فيها جسيمات . وهي شكل من اشكال الطاقة الكهرومغناطيسية , ومثال علي ذلك حرارة الشمس , والشعور بحرارة نار موقدة علي بعد امتار , وايضاً في الزحام يشعر الاشخاص بحرارة اكبر وذلك لان جسم كل شخص يشع حرارة .
مثال لنقل الحرارة
عندما نضع مكعب ثلج فى كوب من عصير البرتقال . فأن عصير البرتقال وهو اكثر دفئاً سينقل بعض طاقته الحرارية الي الثلج , يتسبب هذا في ذوبان الثلج الي حين الوصول الي حالة توازن حراري .