ما هي درجة الحرارة؟

يظن ليون أن الجو حار جدا اليوم. إنه مستلق ويتناول الأيسكريم! بينما تفضل لينا كوبا من الشاي الساخن، فهي تشعر بالبرد. نستخدم يوميا كلماتا مثل "ساخن" و"دافئ" و"معتدل" و"بارد"، عندما نتحدث عن أشياء كالجو والطعام والشراب. لكن لا يشعر الناس دائما بنفس الشيء، وقد يختلفون في الشعور بأن اليوم دافئ أم بارد. هل هناك طريقة لمعرفة مدى سخونة أو برودة شيء ما، ليعرف الجميع؟ نعم، يمكننا قياسه باستخدام أداة تسمى الترمومتر. يوضح الترمومتر بالتحديد مدى سخونة أو برودة المادة التي يتم قياسها. يسمى هذا القياس بدرجة الحرارة. لكن لماذا الشاي ساخن والأيسكريم بارد؟ لماذا تختلف درجة حرارة الأشياء؟ لإجابة هذا السؤال، علينا إلقاء نظرة أعمق بكثير. كل شيء حولنا يتكون من جسيمات دقيقة - الذرات والجزيئات - والتي تتحرك باستمرار. كل هذه الجسيمات المتحركة تحمل طاقة متعلقة بالحركة - الطاقة الحركية. حركتها عشوائية - جميعها تتحرك بسرعات واتجاهات مختلفة. لهذا نقيس متوسط طاقتها الحركية - وهذه هي درجة الحرارة! حرارة الشاي الساخن مرتفعة لأن الجزيئات بداخله تتحرك بسرعة. متوسط طاقتها الحركية مرتفع. هذا عكس ما في الأيسكريم. حرارة الأيسكريم منخفضة لأن جزيئاته تتحرك أبطأ بكثير وطاقتها الحركية منخفضة. نظريا، إن كانت الحرارة منخفضة بما يكفي، تتوقف الجريئات عن الحركة تماما. طاقتها الحركية ستساوي صفر. هذا هو أبرد ما يمكن. يسمى هذا بدرجة الصفر المطلق. للتأكد من دقة قياس درجة الحرارة وأنها تعني نفس الشيء لجميع، نحتاج لمقاييس متفق عليها بين الناس. درجة الصفر المطلق هي أقل درجة على أحد تلك المقاييس - مقياس كيلفن. تبدأ قيم درجات الحرارة على مقياس كيلفن من الصفر المطلق، ولا يمكن أن تكون سالبة. كيلفن هو مقياس مطلق. ربما لم تسمع بمقياس كيلفن لأنه يستخدم غالبا في العلوم. في الحياة اليومية، نستخدم إما مقياس سيلسيوس أو مقياس فهرنهايت. مقياس سيلسيوس يتحدد بدرجتان - درجة حرارة تجمد الماء، ودرجة حرارة غليان الماء. نقسم الفرق بين هاتين الدرجتين على مائة. كل من هذه المائة جزء يسمى درجة. يُستخدم مقياس فهرنهايت أكثر في الولايات المتحدة وبعض البلدان الأخرى. على مقياس فهرنهايت، نقطة تجمد الماء هي 32 درجة ونقطة غليانه 212 درجة. كلا هذين المقياسين متعلق بدرجتي غليان وتجمد الماء. إنها مقاييس نسبية. باستخدام هذه المقاييس يمكن قياس الحرارة بدقة، لكن إدراكك لها نسبي. إنه يتوقف على درجة حرارة جسمك. إن كانت حرارة الشيء أعلى من حرارة جسمك، فستدرك أنه دافئ أو ساخن، وإن كانت أقل بكثير، فستدرك أنه بارد. درجة حرارة الجسم الطبيعية حوالي 37 درجة سيلسيوس أو 98 درجة فهرنهايت. لذا إن شعرت لينا بالبرد في يوم حار، فإن حرارة جسمها أعلى من الطبيعي؟ أوه لا، لينا، لديك حمى! يبدو أنكِ مرضتِ ثانية!