الحرارة وتحولات المادة
مقدمة
الحرارة تعتبر شكلاً من أشكال الطاقة, وهي كمية الطاقة التي تنتقل من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأكثر برودة، وتنتقل الحرارة بطرق مختلفة يمكنها أن تحدث تغييرات في حالة المادة.
1. درجة الحرارة
درجة الحرارة هي مقياس لمدى سخونة أو برودة الجسم.
تقاس درجة الحرارة بوحدة الدرجات، وهناك العديد من وحدات درجة الحرارة المختلفة، منها:
– درجة مئوية (C)
– درجة فهرنهايت (F)
– كلفن (K)
درجة الحرارة المطلقة هي درجة الحرارة المقاسة من الصفر المطلق، وهي أبرد درجة حرارة ممكنة.
2. الحرارة النوعية
الحرارة النوعية هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة كيلوغرام واحد من مادة واحدة درجة مئوية واحدة.
تختلف الحرارة النوعية للمواد المختلفة.
على سبيل المثال، الحرارة النوعية للماء هي 4.184 جول لكل غرام لكل درجة مئوية، بينما الحرارة النوعية للألمنيوم هي 0.900 جول لكل غرام لكل درجة مئوية.
3. انتقال الحرارة
يمكن أن تنتقل الحرارة بثلاث طرق:
– التوصيل: عندما تنتقل الحرارة بين جسمين متلامسين.
– الحمل: عندما تنتقل الحرارة عن طريق حركة السوائل أو الغازات.
– الإشعاع: عندما تنتقل الحرارة عن طريق الموجات الكهرومغناطيسية.
4. التحولات الطورية
التحولات الطورية هي التغييرات في حالة المادة.
هناك ثلاث حالات رئيسية للمادة:
– الحالة الصلبة
– الحالة السائلة
– الحالة الغازية
يمكن أن تحدث التحولات الطورية عندما تتغير درجة حرارة أو ضغط المادة.
5. الانصهار والتجميد
الانصهار هو تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
يحدث الانصهار عندما ترتفع درجة حرارة المادة إلى نقطة انصهارها.
التجميد هو تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة.
يحدث التجميد عندما تنخفض درجة حرارة المادة إلى نقطة تجمدها.
6. التبخر والتكاثف
التبخر هو تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.
يحدث التبخر عندما ترتفع درجة حرارة المادة إلى نقطة غليانها.
التكاثف هو تحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة.
يحدث التكاثف عندما تنخفض درجة حرارة المادة إلى نقطة تكاثفها.
7. التسامي والترسيب
التسامي هو تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية دون المرور بالحالة السائلة.
يحدث التسامي عندما ترتفع درجة حرارة المادة إلى نقطة تسامى.
الترسيب هو تحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة دون المرور بالحالة السائلة.
يحدث الترسيب عندما تنخفض درجة حرارة المادة إلى نقطة ترسب.
الخلاصة
الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة, وهي كمية الطاقة التي تنتقل من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأكثر برودة، وتنتقل الحرارة بطرق مختلفة يمكنها أن تحدث تغييرات في حالة المادة.