جميع معادلات تحويل درجات الحرارة

تشكل الحرارة نوعا من أنواع الطاقة التي لا يمكن للإنسان ملامستها، ولكن يمكن أن يشعر بها، ولذلك فهي تعتبر طاقة محسوسة، وتعبر عن نطاق حركة الذرات داخل جسم ما، وتنتقل درجة الحرارة في جسم الإنسان من الجسم ذو الحرارة العالية إلى الجسم ذو الحرارة المنخفضة، حتى يحدث توازن .

طرق إنتقال الحرارة :
هناك ثلاث طرق لإنتقال الحرارة من جسم لآخر  :
أولاً ” Heat Conduction “التوصيل الحراري :
تعتبر المعادن المادة الموصلة للحرارة وهي موصل جيد ، بينما يعتبر الهواء موصل ضعيف جدًا .

ثانيًا ” Heat Convection ” الحمل الحراري :
هو عملية نقل الحرارة من خلال سائل، من مادة إلى أخرى، وتشمل نوعين: الحمل الطبيعي والحمل القسري. وهو عملية نقل الحرارة من جسم مشع دون استخدام وسيط لنقل الحرارة .

ثالثًا ” Radiatio ” طريقة الإشعاع :
و تعتمد علي درجة الحرارة و طبيعة السطح المستخدم في إرسال الأشعة ،و يعتقد الكثير من الأشخاص العادية أن درجة الحرارة وكمية الحرارة مفهومين غير متشابهين للمعني ، إنما الشخص الذي يعمل في مجال الفيزياء ، يعرف كليًا أنه يوجد الكثير من الإختلافات بينهما .

الأجسام القابلة للتوصيل :
أولًا الفلزات : تتميز بعض المعادن مثل الحديد والنحاس بقدرتها على توصيل الحرارة بشكل جيد جدًا .
ثانيًا المواد شبه موصلة : تتميز المواد اللافلزية مثل السيليكون والكربون بالقدرة على توصيل الحرارة بشكل أقل من المعادن، وتتطور قدرتها على التوصيل مع تغير درجة الحرارة .

ثالثًا المواد العازلة : تشبه المواد مثل الخشب والبلاستيك في سوء توصيل الحرارة .

مميزات توصيل الحرارة :
أولاً: يمكن إيصالها في الأجسام الصلبة والسوائل والغازات .

ثانيًا : التوصيل الحراري في الظروف الطبيعية يحدث دون استخدام أي عوامل خارجية، ويعمل على تقليل درجة الحرارة وتوفير التوازن في الوسط .

ثالثًا : عمليات نقل الحرارة عملية غير منتظمة، وغالبا ما لا ينتج تيار كهربائي يمكن استخدامه، لأن الحركة تكون عشوائية للإلكترونات والجزيئات وتتصادم .

رابعًا : لا يمكن للحرارة أن تصل بنسبة 100٪ بين جسمين غير متطابقين، وتختلف درجة الحرارة وكمية الحرارة في وحدة القياس، وتستخدم واحدة منهما للإشارة إلى الطاقة الداخلية، والأخرى للإشارة إلى الطاقة الحركية .

إن المصطلح المختص بالنظرية الذرية لحركة جزئيات المادة مهم جدًا في معرفة الفرق بين معنى درجة الحرارة ، و كمية الحرارة ، فهي تبين معنى الطاقة الداخلية ، و إن النظرية الذرية الجزئية توضح حركة جزيئات الجسم ، فعند تزايدها تكتسب كمية من الحرارة فتساعد في زياد الطاقة الداخلية ، و ذلك يسبب إرتفاع درجه الحرارة ، و ذلك بسبب التغير في درجة الحرارة والعلاقة عكسية في حالة فقدان الجسم لكم من الحرارة .

كمية الحرارة :
تُستخدم هذه الوحدة لقياس الطاقة الداخلية في الجسم، وتعني بمفهوم آخر تحديد الطاقة الحركية التي تنشأ من حركة الجزيئات .

درجة الحرارة :
تعد أداة قياس الطاقة الحركية التي تنشأ من حركات الجزيئات، ويتم قياس درجة الحرارة باستخدام وحدات قياس متعددة .

وحدات القياس لدرجات الحرارة المختلفة :
يستخدم الناس وحدات مختلفة لقياس درجات الحرارة، وتختلف من بلد إلى آخر، ولكن تستند إلى ثلاثة أسس في الترتيب: الدرجة المئوية (سيليسيوس)، ثم الفهرنهايت، ثم الكلفن .

أولاً سليسوس :
تعتبر الدرجة المئوية (سليسوس) هي أشهر وسيلة لقياس درجات الحرارة في العالم ، و قد إكتشافها العالم أنجليوس سيليسوس ألماني المنشأ ، و هي الوحدة المستخدمة بصفة عامة ، لقد تم إكتشافها عن طريق تجمد في الماء و رمز لها بالرقم صفر ، و تنتهي بالرقم مئة و هي تعتبر درجة غليان الماء ، لذا تعتبر المسافة بين صفر و مئة متساوية في الدرجات تدريجيًا و تسمي كل درجة مئوية .

ثانيًا الفهرنهايت :
لقد إكتشف العالم دانيال فارنهايت بولندي المنشأ وحدة قياس الفهرنهانيت ، و هي غير منتشرة بحيز كبير ، و لكن تستخدممها بعض البلاد في قياس درجات الحرارة ، مثل الولايات المتحدة الأمريكية ، و دول أوروبية أخرى ، و يعتبر الصفر في الفهرنهايت لا يعبر عن تجمد الماء ، و لكن يعبر عن درجة التجمد في المحلول الملحي ، و في حالة تحديد درجة التجمد للماء تبدأ من درجة حرارة 32ف ، و تصل درجة الغليان إلى 212ف ، و تعتبر المسافة بين درجة التجمد و درجة الغليان مقسمة إلى 80 درجة فهرنهايت .

ثالثًا الكلفن :
وتعرف بدرجة الحرارة المطلقة، وهي الوحدة المعتمدة في النظام الدولي. تم اكتشافها من قبل العالم البريطاني كلفن. تم استخدام وحدة الكلفن في مجالات علمية متنوعة بسبب ارتباطها بين حجم وضغط الغاز. عند درجة حرارة صفر كلفن، يتوقف نشاط الجزيئات تماما، وبالتالي فهي تعتبر أبرد درجة حرارة في الطبيعة. نادرا ما يستخدم أشخاص وحدة بديلة للكلفن في التطبيقات العلمية .

رابعًا الرانكن :
تم اكتشاف الرانكن كوحدة قياس للحرارة المطلقة من قبل العالم الاسكتلندي وليم رانكين .

معادلات لتحويل درجة الحرارة من السيليسوس إلي فهرنهايت :
تُعبر س عن درجة الحرارة بالمئوية، في حين تُعبر ف عن درجة الحرارة بالفهرنهايت .
مثال : حددت درجة الحرارة في فصل الصيف 90 فهرنهايت، فكم تساوي ذلك بالدرجة المئوية

المعطيات : درجة الحرارة بالمقياس المئوي = (5/9) × (درجة الحرارة بالمقياس الفهرنهايت – 32)، وبالتالي، للعثور على درجة الحرارة بالمقياس المئوي في حالة درجة الحرارة بالمقياس الفهرنهايت = 90، يتم استخدام العلاقة التالية: درجة الحرارة بالمقياس المئوي = (5/9) × (90 – 32)، وهذه العلاقة تشير إلى أن درجة الحرارة بالمقياس المئوي دائما أقل من درجة الحرارة بالمقياس الفهرنهايت، وأن هذه العلاقة عكسية  .