وحدة قياس الحرارة

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٨:١٧ ، ٩ أبريل ٢٠١٩
وحدة قياس الحرارة

مفهوم درجة الحرارة

يُمكن وصف درجة حرارة جسم ما إمّا بالبرودة، أو السخونة من خِلال مُلامسته بشكل مباشر، إذ عند مُلامسة الجسم لجسم آخر من نفس النوع يتصل به حرارياً، مما يُسبب رفع في حرارة الجسم صاحب درجة الحرارة الأقل بينهما، وخفض حرارة الجسم صاحب درجة الحرارة الأعلى، وعند انتهاء عملية انتقال الحرارة بين هذين الجسمين يتم تحديد درجة حرارة النظام المتكوِّن من كلاهما، حيث يكون الجسمين حينها في حالة توازن حراري.[١]


وحدة قياس درجة الحرارة

يُمكن قياس درجة الحرارة من خِلال أحد هذه الوحدات الثلاث:[٢]

  • السيلسيوس (بالإنجليزية: Celsius)، ويرمز لها بالرمز °C.
  • الكيلفن (بالإنجليزية: Kelvin)، ويرمز لها بالحرف K.
  • الفهرنهايت (بالإنجليزية: Fahrenheit)، ويرمز لها بالرمز °F.


التحويل بين وحدات قياس درجة الحرارة

يُمكن التحويل بين الوحدات المُستخدمة لقياس الحرارة من خِلال المعادلات التالية:[٣]

  • التحويل من فهرنهايت إلى سيليسيوس: السيليسوس= (فهرنهايت- 32)\1.8.
  • التحويل من سيليسيوس إلى كلفن: الكلفن= سيسليسوس+ 273.15.


كيفية قياس درجة الحرارة

يُمكن استخدام جهاز الثيرموميتر (بالإنجليزية: Thermometer) لقياس درجة الحرارة، ولتكون درجة الحرارة صحيحة يجب القيام بقياس أعلى قيمة وأقل قيمة للحرارة، وحِساب المتوسط لهم، أو يُمكن قياس درجة الحرارة كل فترة معينة، وتقسيم مجموع درجات الحرارة المُقاسة على عددهم مما يُعطي المتوسط الصحيح لدرجة الحرارة، أمَّا بالنسبة لمكان قياس درجة الحرارة، فيكون على حَسب النظام المُراد قياس حرارته، فمثلاً إذا أراد الشخص قياس درجة حرارة تُربة ما، يجب عليه أن يقيسها على عُمق 5 إلى 10سم من سطح هذه التربة.[٤]


أدوات لقياس درجات الحرارة

يوجد العديد من الأدوات التي تقيس درجات الحرارة، والتي يُستخدم كل منها في مجال مختلف عن الآخر، ومن هذه الأدوات:[٥]

  • ميزان الحرارة ذو السائل المُتمدد (بالإنجليزية: Liquid Expansion Thermometer): يحتوي ميزان الحرارة ذو السائل المُتمدد أو ميزان الحرارة المعياري على سائل كالزئبق أو كحول مُلون وزنبرك مُحاطين بزجاج فارغ مُغلق، وعندما ترتفع درجة الحرارة يتمدد هذا السائل في الفراغ ليشير الزنبرك إلى درجة الحرارة المُقاسة.
  • المزدوج الحراري (بالإنجليزية: Thermocouples): يتم استخدام المزدوج الحراري لقياس درجات الحرارة، حيث يتكون هذا الجهاز من مَعدنين مُختلفين موضوعين على مَقرُبة من بعضهما البعض، مما يؤدي إلى توليد فرق جهد، حيث إن فرق الجهد المُتكوّن يتناسب مع اختلاف درجات الحرارة، ومن الجدير بالذكر أن المزدوج الحراري لا يُعتبر دقيقاً بالقياس كميزان الحرارة المعياري.
  • ميزان المقاومة للكشف عن درجة الحرارة (بالإنجليزية: Resistance Temperature Detector): يتم استخدام مَجسات الكربون أو البلاتين لقياس التَّغيُر في المقاومة الكهربائية، والتي تكون مُتكونة بسبب التَّغيُرات في درجات الحرارة، حيث يُمكن حَساب الحرارة بعد معرفة قيمة المقاومة.
  • البيرومتر (بالإنجليزية: pyrometer): يَقيس هذا الجهاز درجات حرارة الأجسام باستخدام خيوط رقيقة تَستشعر الطاقة الحرارية المُشعة من الجسم، ويتميز هذا الجهاز بقياس درجات الحرارة للأسطح التي يَصعُب الوصول إليها أو التي لا يُمكن لمسها.


قيم لدرجات حرارة شائعة

فيما يلي قائمة بقيم لدرجات الحرارة لبعض النقاط الشائعة:[٢]

  • درجة حرارة سطح الشمس: تَبلُغ قيمتها 5600 سيليسيوس، 5900 كلفن، 10100 فهرنهايت.
  • درجة حرارة نقطة غليان الماء: تَبلُغ قيمتها 100 سيليسيوس، 373 كلفن، 212 فهرنهايت.
  • درجة حرارة جسم الانسان: تَبلُغ قيمتها 37 سيليسيوس، 310.2 كلفن، 98.6 فهرنهايت.
  • يوم ذا درجة حرارة مرتفعة جداً: تَبلُغ قيمة درجة الحرارة تقريباً 40 سيليسيوس، 313 كلفن، 104 فهرنهايت.
  • يوم ذا درجة حرارة مرتفعة: تَبلُغ قيمة درجة الحرارة تقريباً 30 سيليسيوس، 303 كلفن، 86 فهرنهايت.
  • درجة حرارة الغرفة: تَبلُغ قيمتها 20 سيليسيوس، 293 كلفن، 68 فهرنهايت.
  • يوم ذا درجة حرارة منخفضة: تَبلُغ قيمة درجة الحرارة تقريباً 10 سيليسيوس، 283 كلفن، 50 فهرنهايت.
  • درجة حرارة تجمد الماء: تَبلُغ قيمتها 0 سيليسيوس، 273 كلفن، 32 فهرنهايت.
  • نقطة الصفر المطلق: تَبلُغ قيمة الصفر الطلق -273 سيليسيوس، -460 كلفن، 0 فهرنهايت.[٦]


المراجع

  1. Beverly Lynds, "About Temperature"، eo.ucar.edu/, Retrieved 30-3-2019. Edited.
  2. ^ أ ب " SI Units - Temperature ", www.nist.gov, Retrieved 30-3-2019. Edited.
  3. " Units of Temperature ", ww2010.atmos.uiuc.edu, Retrieved 30-3-2019. Edited.
  4. "How to measure temperature?", web.ma.utexas.edu, Retrieved 30-3-2019. Edited.
  5. Stanley Goff (5-4-2018), "Tools Used to Measure Temperature"، sciencing.com, Retrieved 30-3-2019. Edited.
  6. "measuring temperature", coolcosmos.ipac.caltech.edu, Retrieved 30-3-2019. Edited.