1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية

الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية

علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت

الفيزياء الحديثة

النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي

فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد

الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر

علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء

المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة

الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات

الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء العامة

مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى

علم الفيزياء : الفيزياء الكلاسيكية : الديناميكا الحرارية :

مفهوم الحرارة

المؤلف:  فريدريك بوش ، دافيد جيرد

المصدر:  اساسيات الفيزياء

الجزء والصفحة:  ص 397

27-6-2016

1991

مفهوم الحرارة

يعلم الإنسان منذ زمن طويل أنه من الممكن استخدام الأجسام الساكنة لتسخين الاجسام الباردة. ولكن فهم العمليات المتعلقة بهذا الموضوع فهماً حقيقياً لم تحقق بالفعل إلا في منتصف القرن العشرين. وليس من الغريب أن فهمنا لطبيعة الحرارة قد تطور بصورة سريعة مع ظهور نظرية الحركة للغازات. ان نظرية الحركة تؤدي مباشرة إلى معنى فيزيائي محدد لدرجة الحرارة، ذلك أن درجة الحرارة المطلقة T لغاز تتناسب طردياً مع متوسط طاقة الحركة الانتقالية للجزئ في الغاز. وقد استنتجنا كذلك أن متوسط طاقة الحركة الانتقالية لجزئ في الغاز كتلته m0 يمكن إيجادها من العلاقة:

 

حيث   k =1.38×10-23 هو ثابت بولتزمان.

الشكل (1): عندما يتلامس الغازان أحدهما مع الآخر، تسبب التصادمات بين الجزيئات ذات الطاقة العالية (ودرجة حرارتها T1) والجزيئات ذات الطاقة المنخفضة (ودرجة حرارتها T2) تغير متوسط طاقة الحركة الجزيئية في الأسطوانتين باستمرار إلى أن تثبت درجة الحرارة.

لنفرض الآن أننا قد سمحنا لغازين في  إنائين درجتا حرارتهما الأصليتان T1 و T2 (T1 > T2) بالاختلاط أحدهما مع الآخر، كما هو مبين بالشكل (1). تبين التجربة أن درجة حرارة الخليط تتغير مع الزمن، ولكن بعد مرور زمن معين سوف تصل درجة حرارة الخليط إلى قيمة نهائية T تقع بين T1 و T2. ويمكن تفسير هذا السلوك بدلالة متوسط اقة حركة الجزيئات طبقاً لنظرية الحركة كالتالي. بعد اختلاط الغازين تصادم جزيئات الغاز 1 ذات الطاقة العالية بجزيئات الغاز 2 ذات الطاقة المنخفضة وفي هذه التصادمات تفقد الجزيئات عالية الطاقة بعض طاقتها (مع انخفاض درجة حرارتها) وتكسب الجزيئات منخفضة الطاقة تلك الطاقة ( وبذلك ترتفع درجة حرارتها ). ويستمر هذا التبادل في الطاقة بين الغازين حتى يتساوى متوسط طاقة حركتهما ويصل الخليط إلى حالة تثبت فيها درجة الحرارة عند T حيث T1 > T > T2، وفي هذه الحالة لن تسبب التصادمات جزيئات الغازين أي فقد أو كسب في متوسط طاقة الحركة. هذا أيضاً هو نفس ما يحدث عند تلامس السوائل أو الجوامد المختلفة في درجة الحرارة.

بناء على ذلك وغيره من الاعتبارات الأخرى يستنتج أنه إذا تلامس جسمان مختلفين في درجة الحرارة فإن الطاقة تنتقل، أو تسرى، من الجسم الأسخن إلى السجم الأبرد. هذه الطاقة المتبادلة  في مثل هذا الموقف هي ما يعرف بالحرارة.

الطاقة الحرارية هي الطاقة التي تنتقل من جسم ساخن إلى جسم بارد نتيجة للاختلاف بين درجتي حرارة الجسمين.

ويترتب على ذلك أنه:

إذا تساوت درجتا حرارة جسمين المتلامسين فلن يحدث بينهما أي تبادل للطاقة.

هذه الحالة التي لا يحدث فيها تبادل للطاقة بين جسمين متساويين في درجة الحرارة هي ما يعرف باسم الاتزان الحراري. ويعتبر مفهوم الاتزان الحراري أساس ما يسمى بالقانون للديناميكا الحرارية.

إذا وجد جسمان كل على حدة في حالة اتزان حراري  مع جسم ثالث فإنهما يكونان في حالة اتزان حراري أحدهما مع الآخر.

___________________________________

(*) الواقع أن هذه العبارة كانت من البديهيان المسلم بها إلى أن اكتشف القانون الأول للديناميكا الحرارية، وهنا أصبحت الحاجة محلة لوضع تعريف صريح لدرجة الحرارة على أساس الاتزان الحراري. لذلك سمى هذا التعريف بالقانون "الصفري" على أن يفهم ضمنياً أنه القانون الأول.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي