الدرس الأول: درجة الحرارة

لماذا تتمدد المواد عندما تزداد درجة حرارتها؟

عندما تزداد درجة حرارة جسم ما تزداد سرعة جزيئاته ويتسع مدى حركاته.

1- قام طالب بقياس حرارة جسمه فكانت 98,6 ْف، ما قيمة هذه الدرجة على المقياس السلسيوس؟

المعطيات: درجة الحرارة بالفهرنهايت = 98,6 ْف.

المطلوب: درجة الحرارة على المقياس السلسيوس ( ْس).

الحل: عوض بالمعطيات في المعادلة.

سْ = (5 / 9) (فْ _ 32) = (5 / 9) (98,6 - 32) = 37 ْس.

2- سجلت درجة الحرارة 57 ْس في صحراء في يوم صيفي حار، ما قيمة هذه الدرجة على المقياس الفهرنهايتي؟

المعطيات: درجة الحرارة ب ْس = 57 ْس.

المطلوب: درجة الحرارة على المقياس الفهرنهايتي.

الحل: أعوض بالمعطيات في المعادلة: ْف = (9 / 5) (ْس) + 32 = (9 / 5) (57 ْ) + 32 = 134,6 ْف.

اختبر نفسك:

1- وضح الفرق بين درجة الحرارة والطاقة الحرارية، وبيّن كيف ترتبطان معاً؟

درجة الحرارة هي متوسط الطاقة الحركية لجسيمات المادة والطاقة الحرارية هي مجموع طاقتي الوضع والحركة لجميع جسيمات المادة.

2- حدد أي درجتي الحرارة تكون دائماً أكبر درجة حرارة الجسم على المقياس السلسيوس، أم درجة حرارته على مقياس الكلفن؟

درجة الحرارة على تدريج كلفن هي الرقم الأكبر دوماً لأنها ناتجة عن إضافة الرقم 273 إلى قيمة درجة الحرارة في التدريج السلسيوس.

3- وضح العلاقة بين الطاقة الحرارية والطاقة الحركية.

الطاقة الحرارية للمادة هي مجموع طاقتي الوضع والحركة لجميع جزيئاتها وتزداد بزيادة الطاقة الحركية للجزيئات.

4- التفكير الناقد: وضح كيف يَستخدم مقياس الحرارة التمدد الحراري لمادة ما في قياس درجة الحرارة؟

عندما تزداد درجة الحرارة تتحرك جزيئات المادة أسرع مما يؤدي إلى تمددها ونتيجة لذلك فإن مقدار التمدد يرتبط مع مقدار الزيادة في درجة الحرارة.

5- تحويل درجة الحرارة: ينضج الدجاج عند وضعه في الفرن ووصول درجة حرارته الداخلية إلى 180 ْف. حوّل هذه الدرجة إلى المقياس السلسيوس وإلى مقياس الكلفن.

ْس = (5 / 9) ( ْف - 32) = 82.2 ْس.

ك = ْس + 273 = 82.2 + 273 = 355.2 ك.