درجة الحرارة Temperature (T)

 

درجة الحرارة Temperature (T)

درجة الحرارة صفة فيزيائية تعتبر مقياسا لدرجة سخونة المادة أو برودتها، بحيث أنها تستخدم لتحديد اتجاه انتقال الحرارة بين جسمين. وتنتقل الطاقة الحرارية من منطقة درجة الحرارة العالية الى منطقة درجة الحرارة المنخفضة. فعندما توضع مادة ساخنة وأخرى باردة ملاصقتين لبعضهما، فإن المادة الساخنة تصبح أبرد، والباردة تصبح أسخن. ويفسر ذلك بأنه ناتج عن سريان طاقة حرارية من الجسم الساخن الى الجسم البارد. ويقال أن الجسم الساخن له درجة حرارة أعلى، والجسم البارد له درجة حرارة أدني. وبذلك فإن درجة الحرارة تحدد اتجاه سريان الحرارة وأن الحرارة تسري من منطقة ذات درجة حرارة أعلى الى واحدة ذات درجة حرارة ولتحديد درجة الحرارة على أي ثرمومتر يجب تثبيت نقطتين على تدريج الثرمومتر، ويتم اختيارها بين النقطتين بطريقة اختيارية تماما، وجرت العادة على اختيار نقطتي تجمد وغليان الماء العاديتين (عند ضغط واحد جو) لهاتين النقطتين.

 

 

 أهم المقاييس لدرجة الحرارة

أ) مقياس سلزيوس Celsius Temperature Scale

وفيه تأخذ درجة تجمد الماء درجة الصفر، ودرجة الغليان (C°100) وتسمى المسافة بينهما أي بين درجة التجمد (C°0) والغليان للماء (C°100( درجة مئوية ومن هنا سمي هذا التدريج بالتدريج المئوي (Centigrade Scale) ورمزها .(°C)

 

ب) مقياس فهرنهايت Fahrenheit Temperature Scale

استخدم فهرنهایت نقطتي تجمد وغليان الماء كأساس للتدريج الذي يحمل اسمه، ويسمى تدريج فهرنهيت. وقسم المسافة بين نقطتي التجمد والغليان الى (180) قسم متساو كل منها يمثل درجة حرارة على تدريج فهرنهایت، وتبتدىء درجة تجمد الماء على هذا المقياس با (32) درجة بحيث أن درجة الصفر تمثل درجة تجميد خليط من الثلج والماء والملح (أقل درجة حرارة أمكن الوصول إليها في ذلك الوقت). والنقطة الثانية على هذا المقياس وهي درجة الغليان الماء عند 212.

 

ج) مقياس كيلفن Kelven Temperature Scale

ودرجة الحرارة في النظام العالمي للوحدات هي درجة الحرارة المطلقة أو درجة كيلفن Kelvin) K ). ويبتدأ بدرجة الصفر المطلق (C°273.15 - ) والصفر المطلق هو أدني مدى الدرجة الحرارة (الحد الأدنى لدرجة الحرارة) ، أو بتعبير آخر، لا توجد درجات الحرارة الأدنى من الصفر المطلق التي يمكن إحرازها أي لا يمكن الحصول على درجة حرارة أدنى منه (ومن المستحيل أيضا الوصول الى درجة الصفر المطلق عمليا). ويسمى هذا التدريج العالمي بالتدريج المطلق أو "تدريج كيلفن" باسم العالم الإنجليزي لود كيلفن، الذي اقترحه عام 1848م.

ويعين حاليا بتخصيص القيمة ( 273.16K ) لدرجة الحرارة التي عندها يوجد الماء H₂O في الحالات الثلاث معا (السائلة، الصلبة، الغازية، أي النقطة الثلاثية النقطة التي يتواجد عندها الماء في الحالات الثلاث : الصلب، السائل، الغاز). أي أن النقطة الثلاثية ل H₂0 تكون أكبر بمقدار (K0.01) من نقطة التجمد العادية ل H2O بحيث أن نقطة التجمد العادية ل H₂0 على تدريج كيلفن (K273.15 )، وبالتالي تكون درجة تجمد الماء على تدريج كيلفن هي ( 273.15 ) وتكون درجة غليان الماء على تدريج كيلفن 373.15 ، ولتسهيل الحسابات نهمل الجزء العشري.(0.15)

ونادرا ما نقابل درجات حرارة أدنى من (200K) خارج المختبر. وتستعمل تداريج أخرى لدرجات الحرارة.

 

 

العلاقة بين المقاييس الثلاثة

حجم درجة الحرارة في كل من تدريج كيلفن وتدریج سلسیوس متساو ولكن حجم درجة فهرنهایت تساوي (9/5) من حجم الدرجة في كل من التدريجين الأوليين :

 

 

 

المصادر

1.      أحمد عبد العزير العويس و سليمان حماد الخويطر و عبد العزيز إبراهيم الواصل و عبد العزيز عبد الله السحيباني ، الكيمياء العامة ، دار الخريجي، الرياض، 1996م.

2.      جوردن م بارو، الكيمياء الفيزيائية، ترجمة أحمد محمد عزام، دار ماجروهيل، 1998م.

3.      سليمان حماد الخويطر و عبد العزيز عبد الله السحيباني، الثرموديناميك الكيميائي، دار الخريجي، الرياض، 1998م.

4.     سمير مصطفى المدني، أساسيات الكيمياء العامة، جامعة الملك سعود - النشر العلمي و المطابع، الرياض، 1998م.

5.      الكيمياء العامة - احمد بن عبدالعزيز العويس و آخرون- دار الخريجي للنشر و التوزيع ط2. 1996م.

6.     سمير مصطفى المدني ، كتاب أساسيات الكيمياء العامة ، ( منشورات جامعة الملك سعود1997 م.

7.      حسن محمد الحازمي و محمد إبراهيم الحسن ، كتاب الكيمياء العضوية ، مكتبة الخريجي 1990م.

8.     Ralph H. Petruccii and William S. Harwood, General Chemistry, Principle and Modern Applications, Prentice-Hall, New Gersey, 1997.

9.     James E. Brady and John R. Holum, Chemistry, The study of Matter and its Changes, Wiley, New York, 1993.

10.  Petter Atkins and Loretta Jones, Chemistry, Matter and Change, 3d Edition, W.H. Freedman and Co., New York, 1997.

11.    James E. Brady, General Chemistry, Principles and Structure, 5th Edition, Wiley, New York, 1990.

12.   David E. Goldberg, Schaum's Outline Series, Theory and Problems of Chemistry Foundations, International Editions, McGraw-Hill, New York, 1991.

13.   James E. Brady and John R. Holum, Fundamentals of Chemistry, 34 Edition, Wiley, New York, 1988.

14.  Raymond Chang, Chemistry, 5th Edition, International Edition, McGraw-Hill, New York, 1994.

15.   R. Abu-Etta, Y. Essa and A. El-Ansary, General Chemistry, Cairo University Press, 1998.

16.   P.W. Atkins, Physical Chemistry, Oxford Press, Oxford, UK, 1982.

17.   G.M. Barrow. Physical Chemistry, MacGraw-Hill, New York, USA, 1996.

18.  Maurice Wahba, Hanna A. Rizk, Introduction to Physical Chemistry, Anglo Egyptian, 1978.

19.   Robert A. Alberty and Robert J. Silby, Physical Chemistry, Wiley, New York, 1992.

20. Whitten, etal , General Chemistry with Qualitative Analysis , 3rd ed., Saunders college publishing