تعتبر الطاقة الحرارية أو الحرارة شكلاً من أشكال نقل الطاقة بين الجسيمات في المادة (أو النظام) عن طريق الطاقة الحركية لتلك الجسيمات. يتم نقل الحرارة بناءً على النظرية الحركية بواسطة جزيئات ترتد إلى بعضها البعض.
يتم الإشارة إلى مقدار الحرارة المنقولة في المعادلات الفيزيائية بواسطة الرمز Q.
الحرارة HEAT ودرجة الحرارة TEMPERATURE
لاحِظ هذا العنصر الحاسم في التعريف أعلاه:
تشير الحرارة دائمًا إلى نقل الطاقة بين الأنظمة (أو الأجسام) وليس الطاقة الموجودة داخل الأنظمة (أو الأجسام).
إنّ الإختلاف بين الحرارة ودرجة الحرارة أمر دقيق للغاية، ولكنّه مهم جدًا. تشير الحرارة إلى الطاقة الكلية للحركة الجزيئية أو الطاقة الحركية للمادة، في حين تعتبر درجة الحرارة مقياسًا للقدرة المتوسطة أو الظاهرية للحركة الجزيئية.
الحرارة هي الطاقة، في حين أن درجة الحرارة هي مقياس للطاقة.
تزيد درجة حرارة الجسم عند إضافة الحرارة، في حين أن إزالة الحرارة تخفض درجة الحرارة. إنّ الحرارة في المعادلات الديناميكية الحرارية هي عبارة عن كمية الطاقة التي يمكن نقلها بين نظامين، في حين أنّ درجة الحرارة والطاقة الداخلية هي مهام في المادّة.
مثال: إنّ الحديد ساخن، لذلك من المنطقي أن نقول أنه يجب أن يكون هناك الكثير من الحرارة فيه.
يبدو هذا منطقيّاً ولكنّه خاطئ.
من الأنسب أن نقول أنه يحتوي على الكثير من الطاقة، أي أنه يحتوي على درجة حرارة عالية، وسوف يؤدي لمسها إلى نقل الطاقة إلى يدك على شكل حرارة.
وحدات الحرارة
إنّ وحدة قياس الحرارة في نظام الوحدات الدولي SI هي الجول (J) ، على الرغم من أن الحرارة تقاس في كثير من الأحيان بالسعرات الحرارية (cal) ، والتي تعرف بأنها "كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة غرام واحد من الماء من 14.5 درجة مئوية إلى 15.5 درجة مئوية". يتم أيضًا قياس الحرارة باستخدام "الوحدات الحرارية البريطانية" Btu .
التعبير عن نقل الطاقة الحرارية بالإشارات
قد يشار إلى انتقال الحرارة إما عن طريق رقم موجب أو سالب. يتم كتابة الحرارة التي يتم إطلاقها في المناطق المحيطة بها على أنها كمية سلبية (Q < 0). عندما يتم امتصاص الحرارة من البيئة المحيطة يتم كتابتها كقيمة موجبة . (Q> 0)
إنّ المصطلح ذو الصلة هو "التدفق الحراري" Heat flux ، وهو معدل نقل الحرارة لكل وحدة في المقطع. يتمّ التعبيرعن تدفق الحرارة بوحدات من الواط لكل متر مربع أو الجول لكل متر مربع.
قياس الحرارة
إنّ المقياس الثابت للحرارة هو درجة الحرارة. يمكن حساب نقل الحرارة باستخدام المعادلات أو قياسها باستخدام قياس السعرات الحرارية. تستند حسابات نقل الحرارة على اختلافات القانون الأول للديناميكا الحرارية.
المصدر