6.4
يتم تعريف الطاقة الداخلية من خلال التحويل البيني لكل من الحرارة والعمل. لكن كيف تقاس الحرارة؟كل مادة تمتلك طاقة حرارية. عندما يواجه النظام اختلافًا في درجة الحرارة مع محيطه،تتدفق الطاقة الحرارية من المادة ذات الحرارة المرتفعة،إلى المادة ذات الحرارة المنخفضة.
هذا الانتقال للطاقة الحرارية يسمى النقل الحراري،ويقاس بالجول. درجة الحرارة،من ناحية أخرى،تصف خاصية الطاقة الحرارية،و تقاس بالدرجة المئوية أو بالكلفن. وبالتالي،فإن درجة الحرارة مستقلة عن المادة،على عكس الحرارة التي تعتمد على عدد ونوع الجزيئات في النظام.
يمكن قياس الحرارة بتقنية تسمى مقياس-الكالوري،الذي يستخدم العلاقة بين الحرارة والتغير في درجة حرارة النظام. عندما تكون قطعة من الحديد عند 114 درجة مئوية ثم توضع في ماء بدرجة حرارة الغرفة،تتدفق الحرارة من الحديد إلى الماء حتى يصبح له نفس درجة حرارة الماء. بمجرد عدم وجود تدفق صافٍللحرارة،يكونوا في حالة توازن حراري.
في نظام معزول،يكتسب الماء نفس مقدار الحرارة التي يخسرها الحديد. لكن درجة الحرارة النهائية،هي فقط،درجة واحدة أعلى من درجة حرارة الماء في البداية،بينما برد الحديد بمقدار 93 درجة مئوية. كمية الحرارة المنقولة تتناسب مع تغير درجة الحرارة دلتا T.ثابت التناسب C أو السعة الحرارية"هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة النظام بمقدار واحد كلفن،أو درجة واحدة مئوية.
تعتمد السعة الحرارية على نوع المواد:فنجد أنّالنظام ذو السعة الحرارية الكبيرة،مثل الماء،يحتاج لامتصاص قدر أكبر من الحرارة لرفع درجة حرارته من النظام ذو السعة الحرارية الأقل،مثل الحديد. تعتمد السعة الحرارية أيضا على كتلة المواد. تقوم السعة الحرارية الخاصة،Cs،أو السعة الحرارية الجزيئية،Cm،بوصف مقدار الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة،1 غرام،أو 1 مول،من المادة بمقدار درجة واحدة مئوية.
بالتالي،تعطى الوحدة،إما جول لكل غرام درجة مئوية،أو جول لكل مول درجة مئوية. إذا كان التغيير في السعة الحرارية الخاصة،و درجة الحرارة،معروفة في نظامٍما،فإنّقيمة الحرارة يمكن حسابها من نواتجهم.
بشكل ميكروسكوبي، الطاقة الحرارية هي الطاقة الحركية المرتبطة بالحركة العشوائية للذرات والجزيئات. إن درجة الحرارة مقياس كمي للحرارة “الس…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.