قانون تحويل درجات الحرارة

درجة الحرارة

تعرَف درجة الحرارة أنّها المؤشر الذي يبين كمية الطاقة الحرارية المختزنة في الجسم، كما تدلّ على مدى حركة ذراته، وجزيئاته، إذ إنّ هناك علاقةً رياضيةً تربط بين الطاقة الحركية لهذه الجزيئات، ودرجة حرارة الجسم، ولدرجة الحرارة الكثير من وحدات القياس التي تستخدم لتحديد مدى سخونة الجسم أو برودته، وتعتبر درجة الحرارة من أهمّ العوامل التي تحدّد الاتجاه الذي تنتقل فيه الحرارة بين الأجسام المختلفة.

وحدات قياس درجة الحرارة

يوجد العشرات من وحدات القياس التي تُستخدم للتعبير عن درجات الحرارة، إلّا أنّ هناك ثلاثة منها منتشرة عالمياً، وفيما يلي توضيح للوحدات الثلاثة المستخدمة:

الكلفن

هي وحدة القياس المعتمدة في النظام الدوليّ، وتحمل الرمز (K)، أطلق عليها اسمها هذا تكريماً لمكتشفها الفيزيائي البريطاني (اللورد كلفن)، ويشيع استخدام مقياس الكلفن لتوضيح علاقة حجم الغاز بدرجة حرارته المطلقة، وعلاقة ضغط وحجم الغاز مع درجة الحرارة الكلفنية، فعند ارتفاع درجة الحرارة درجة كلفن واحدة، يزداد حجم الغاز بما يعادل (1\273) من حجمه الأصلي، وكذلك الحال بالنسبة لضغطه.
لا يشيع استخدام وحدة الكفلن في الحياة اليومية، إلّا أنّها ذات أهميةٍ كبيرةٍ في المجالات العلمية المختلفة، إذ تستخدم في القياسات العلمية المتنوعة، كقياس درجة نشاط جزيئات المادة، حيث إنّ حركتها تتوقف عند درجة صفر كلفن، كما أنّها تستخدم بكثرة في علم الفلك.

الصفر المطلق

يطلق مصطلح الصفر المطلق على أقلّ درجة حرارةٍ موجودةٍ في الطبيعة، ومن الناحية العلمية لا يمكن الوصول إلى درجة الصفر المطلق، وإنّما يكون هناك اقترابٌ منها، بينما نظرياً يمكن القول أنّه عند الوصول إلى الصفر المطلق يكون حجم الجسم مساوياً للصفر، وذلك لأنّ علاقة الحجم مع درجة الحرارة طردية، وإذا ما وصلت المواد إلى هذه الدرجة فإنّ خصائصها، وسلوكها سيتشابهان، ولن يكون هناك أيّ اختلافٍ بينها.

النظام المئوي (السيلسيوس)

من أشهر وحدات القياس المستخدمة عالمياً، ويرمز لها عادةً بالرمز (C)، وكان يطلق عليها قديماً اسم المئويّة، إلّا أنّ اسمها تغيّر عام ألف وتسمئة وثمانية وأربعين، وذلك نسبة للعالم الفلكي (أندرس سلسيوس)، إذ كان هو أول من اقترح أن تتطابق درجة الصفر مع درجة تجمد الماء، وأن تكون المئة هي درجة غليانه.
تستعمل وحدة السيلسيوس بشكلٍ يوميّ في الكثير من دول العالم، ويكثر استخدامها في بعض المجالات العلمية، بالإضافة إلى مجالات التنبؤات الجوية بعد أن كانت وسائل الإعلام تستعمل وحدة السنتيغريد في النشرات الجوية.

الفهرنهايت

سميت بهذا الاسم نسبة لمنشئها الأول عالم الفيزياء الألماني (دانيال غابرييل فهرنهايت)، وذلك في العام ألف وسبعمئة وأربعة وعشرين، ويرمز لها بالرمز (F)، وتعتبر الولايات المتحدة الأمريكية من أكثر دول العالم استخداماً لوحدة القياس هذه.

التحويل بين درجات الحرارة

التحويل من كلفن إلى سيلسيوس (والعكس)

هناك علاقةٌ ثابتةٌ بين هاتين الوحدتين، فبمجرد إضافة عددٍ ثابتٍ على الدرجة المئوية يتمّ الحصول على الكلفن، وعند طرح ذات العدد من الكلفن يتمّ الحصول على المئوية، وهذا العدد هو مئتان وثلاثة وسبعون، ويمكن توضح ذلك رياضياً كالآتي:

• درجة كلفن = الدرجة المئوية + 273.
• درجة مئوية = الدرجة الكلفنية – 273.

التحويل من فهرنهايت إلى سيلسيوس (والعكس)

تعتمد هذه العملية على طرح وقسمة بعض الأعداد الكسرية، لذلك غالباً ما يتمّ الاستعانة بالآلة الحاسبة، ويمكن توضيح العلاقة الرياضية بين الوحدتين كالأتي:

• الدرجة المئوية = (درجة فهرنهايت -32)\1,8.
• درجة فهرنهايت = (الدرجة المئوية × 1,8)+32.