GEOMATICS


مرحبا بك
عزيزي الزائر/ه ان لم تكن عضوا لدينا

نرحب بتسجيلك لدينا لكي تستفيد بكامل الصلاحيات
مع تحيات
مجموعة جيوماتيكس المصرية


]


موقع ومنتدى متخصص في علوم نظم المعلومات الجغرافية والمساحة والاستشعار عن بعد
 
الرئيسيةاليوميةبحـثالتسجيلدخول
العدد الثالث من مجلة ايجى ماتكس على الرابط التالى: http://www.4shared.com/office/4cReseu0/EGYMATICS_2012.html
مطلوب مشرفين للمنتدى ، التفاصيل فى منتدى الإعلانات:
شاطر | 
 

 درجة الحرارة

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
bosycat4010
عضو ماسي


السرطان التِنِّين
عدد المساهمات: 62
تاريخ الميلاد: 12/07/1988
تاريخ التسجيل: 17/03/2009
العمر: 26

مُساهمةموضوع: درجة الحرارة   الإثنين أبريل 13, 2009 6:26 am

المقدمة:


كم درجة الحرارة اليوم ؟ للإجابة بهذا السؤال بدقة يلزمك ترمومتر-أي ميزان حرارة لقياس ذلك. جميع الترمومترات مدرجة بمقاييس تستخدم نقطتين ثابتتين هما: درجة حرارة انصهار الجليد، ودرجة حرارة غليان الماء على ضغط جوي عياري. هنالك ثلاثة مقاييس مهمة لدرجة الحرارة هي: مقياس سليسيوس ومقياس فرنهايت والمقياس المطلق أو مقياس كلفن. فدرت انصهار الجليد على مقياس سليسيوس هي صفر5س، ودرجة غليان الماء 5100س. على مقياس فرنهايت درجة انصهار الجليد هي 532ف ودرجة غليان الماء 5212 ف. أما بمقياس كلفن فيبدأ من أدنى درجة حرارة ممكنة نظرياً، وهي درجة الصفر المطلق؛ والدرجة فيه مساوية فيه قدراً للدرجة في مقياس سليسيوس.



العرض:
أنواع الترمومترات:

لقد ذكرنا أننا نقيس درجة الحرارة بالترمومترات، والترمومترات تختلف باختلاف درجة الحرارة المراد قياسها، فهناك ترمومترات لقياس درجات الحرارة الشديدة البرودة، والتي قد تقترب من درجة الصفر المطلق، وهناك ترمومترات لقياس درجات الحرارة العالية، والتي قد تحاكي درجة حرارة الشمس، وسنناقش هنا بعضاً منها:


[b]
أ - الترمومتر الزئبقي:
[/b]
وهو يتكون من أنبوبة زجاجية رفيعة, في نهايتها إنتفاخ به زئبق, وتوضع علامة عند النقطة التي يتجمد فيها الماء, وهي درجة الصفر المئوي, وعلامة أخرى عند النقطة التي يغلي فيها الماء وهي (C 5100), ثم تقسم المسافة بين النقطتين إلى مائة تدريج متساوية، ويمكن أن يقيس هذا الترمومتر درجات الحرارة ما بين (C520 ) و (C5220) ء ولكن إذا أردنا قياس درجات حرارة شديدة البرودة فان الكحول يستخدم بدلا من الزئبق, حيث أن درجة الحرارة التي يتجمد فيها الكحول( (C5220


ب – الترمومتر البلاتيني:

وهو ترمومتر تعتمد نظريته على أن مقاومة المواد تتغير بتغير درجة الحرارة، وهذا الترمومتر يمكن أن يقيس درجات الحرارة بين (C540ــ) و) C5(1200بدقة كبيرة, وهو يتكون من سلك بلاتيني رقيق ملفوف حول اسطوانة مصنوعة من الميكا محتواة على أنبوب من الزجاج الصلب.


ج – ترمومترالإزدواج الحراري:

يتكون ترمومتر الإزداوج الحراري من سلكين معدنيين مختلفين موصلين على التوازي. فإذا وضعت وصلة عند درجة حرارة معروفة مثل ماء وثلج في توازن حراري أي عند الصفر المئوي, والوصلة الأخرى توضع عند درجة الحرارة التي يراد قياسها, فإن فرقأ في الجهد الكهربائي ينشأ بين الوصلتين, وهذا الفرق في الجهد مقياس للفرق في درجتي الحرارة بين الوصلتين.

د-ـ ترمومتر الكبس:

تترتب جزيئات البلورات السائلة في صفوف منتظمة كما في البلورات الجامدة لكنها تنساب كالسائل. بعض هذه البلورات يتغير لونه تبعاً لدرجة الحرارة, فيستخدم في ترمومترات شريطية لأخذ درجة حرارة الأطفال, فالحرارة تعيد ترتيب الجزيئات ميسرة بذلك مرور الضوء عبر السائل فتتوهج بلون مختلف تبعاً لدرجة حرارة الطفل.

البيرومتر:

يستخدم البيرومتر في قياس درجات الحرارة العالية كدرجة الحرارة داخل فرن صناعة الزجاج. تتوهج الأشياء بألوان مختلفة حسب درجة حرارتها. ويحتوي البيرومتر فتيلة كهربائية يسخنها تيار كهربائي حتى يتساوى لونها مع لون الجسم المتوهج. ثم تقاس درجة الحرارة بمقياس هذا التيار.


تستمد الأرض الطاقة من الشمس على شكل حرارة تصلها مباشرة وتؤثر طاقة جذب الشمس في الأرض فتبقيها في مدار حولها تحدث خلاله اختلافات في درجة الحرارة على المناطق المختلفة من سطح الأرض، كذلك تؤثر الأرض في القمر الذي يدور في مدار حولها ويستمد جزءا من طاقته الضوئية والحرارية منها. تظهر هذه الصورة التي التقطتها مركبة الفضاء أبوللو 8 كوكب الأرض كما ظهر لها من على سطح القمر، وقد أضاءت الشمس جزءا منه وغرق الجزء الآخر في الليل.


طرق انتقال الحرارة:
انتقال الحرارة بالتوصيل

إذا عرضنا طرف قضيب فلزي للهب فترة من الزمن , في حين نمسك بيدنا الطرف الآخر فإننا نلاحظ إن درجة حرارة الطرف غير المعرض للهب تبدأ بالارتفاع شيئاً فشيئاً، مع أنه غير متعرض للهب مباشرة ، وهذه الظاهرة تسمى (ظاهرة التوصيل الحراري) وتفسيرها أن جزيئات الطرف الساخن والتي تهتز أصلاً , والتي تتحرك حركة توافقية بسيطة ، تزداد سرعتها عند التسخين ، وبالتالي يزداد اتساع اهتزازاتها , نظراً لأنها اكتسبت طاقة . ونظراً لاصطدامها مع الجزيئات المجاورة, فإنها تنقل لها الطاقة شيئاً فشيئاً مع استمرار التسخين, وبالتالي تنتقل الحرارة عبر المادة من طرف إلى طرف آخر.
والمعروف عن الفلزات قاطبة أنها جيدة التوصيل للكهرباء، وكذلك جيدة التوصيل للحرارة، أما توصيلها الجيد للكهرباء، فهو بسبب وجود إلكترونات حرة فيها؛ أما توصيلها الجيد للحرارة, فيعود إلى الجزيئات والى الإلكترونات الحرة معاً.
وقد مر معنا أن الجسم الذي درجة حرارته أعلى يفقد حرارة، وأن الجسم الذي درجة حرارته اقل يكسب حرارة عند حدوث اتصال بين الجسمين ء أي أن اتجاه سريان الحرارة هو دائماً من النقطة التي درجة حرارتها أعلى إلى النقطة التي درجة حرارتها أقل. ولكن معدل سريان الحرارة عبر المواد يختلف باختلاف نوع المادة، وقد ذكرنا أن الفلزات جيدة التوصيل، ولكن لو أخذنا مواد أخرى كالخشب والزجاج والفخار، فإننا نجدها رديئة التوصيل للحرارة


انتقال الحرارة بالحمل

إذا وضعنا إناء به ماء على لهب مصدر حراري , فإن قعر الإناء يسخن , وبالتالي يسخن الماء الملامس له , فيتمدد وتقل كثافته , وبذلك يرتفع إلى أعلى ويحل محله ماء بارد يهبط من المناطق العليا إلى أسفل , فيسخن هذا الماء, ويرتفع ايضاً إلى أعلى وهكذا.
ومن خلال حركة جزيئات الماء التي ترتفع إلى أعلى, يتم نقل الحرارة من المناطق السفلى للإناء إلى المناطق العليا له.
وتسمى الطريقة التي تنتقل الحرارة بها هنا (الحمل )؛ وهي كما نلاحظ تقتضي أن تغادر الجزيئات الساخنة أماكنها ناقلة معها الحرارة إلى الجزيئات الباردة. وهي تختلف عن انتقال الحرارة بطريقة التوصيل؛ إذ أن الجزيئات في الطريقة السابقة (التوصيل) لا تغادر أماكنها.

انتقال الحرارة بالإشعاع:

لا
بد أنك جلست يومأ أمام مدفأة, وأنك شعرت المدفأة, لسؤال الذي يتبادر للذهن هو كيف وصلتك حرارة المدفأة ؟
إن حرارة المدفأة لا يمكن أن تكون قد وصلتك بالتوصيل ء إذ أنك لا تلمس المدفأة, كما أنها لا تكون قل وصلتك بالحمل, إذ أنك والمدفأة على مستوى أفقي واحد. إن الطاقة الحرارية وصلتك بطريقة أخرى تسمى, الإشعاع.
والتعبير الذي استعملناه (الإشعاع) يدل على فقد مستمر للطاقة من سطح الجسم.
وهالإشعاعية.سمى الطاقة المشعة, أ.و الإشعاعية. ويفقدها الجسم أو يشعها بسرعة الضوء وإذا سقطت على جسم غير شفاف, فإنه سيمتصها, ويحولها إلى حرارة.
ومقدار الطاقة التي يشعها سطح معين من وحدة المساحة خلال وحدة الزمن, تعتمد على طبيعة السطح, وعلى درجة حرارته.
فإذا كانت درجة حرارة السطح منخفضة, فإن معدل إشعاع الطاقة يكون متدنيا؛ وكلما ارتفعت درجة الحرارة زادت كمية الحرارة التي يفقدها الجسم بالإشعاع.
ولكن التناسب ليس خطياً بين الطاقة المفقودة بالإشعاع, وبين درجة الحرارة؛ إذ أن الطاقة تتناسب مع درجة الحرارة المطلقة مرفوعة للقوة (4).
أما طبيعة الإشعاع, فحتى درجة حرارة 300 س, فإن الإشعاع يكون على شكل موجه تحت حمراء في معظمه, ولكن إذا ارتفعت درجة حرارة الجسم أكثر فأكثر يبدأ بإشعاع موجات أخرى مرئية.

للحديث بقية
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
bosycat4010
عضو ماسي


السرطان التِنِّين
عدد المساهمات: 62
تاريخ الميلاد: 12/07/1988
تاريخ التسجيل: 17/03/2009
العمر: 26

مُساهمةموضوع: رد: درجة الحرارة   الإثنين أبريل 13, 2009 6:36 am

مصادر الحرارة:

يمكن الحصول على الطاقة الحرارية كما ذكرنا سابقا من أي نوع من أنواع الطاقة الأخرى، غير أن هناك مصادر يكون التحويل منها إلى حرارة ضعيفا كالطاقة الضوئية والصوتية، وهناك مصادر قوية تعطي كمية كبيرة من الطاقة الحرارية التي يستفاد منها … ومن المصادر الضعيفة يمكننا الحصول على الطاقة الحرارية لأغراض القياس والتصوير والدارسة فقط كما في تصوير الكون بالأشعة تحت الحمراء، والمنظار الليلي، وقياس درجة حرارة جسم المريض، ودرجة حرارة مياه البحر، ودرجة حرارة الجو …. الخ. أما المصادر القوية فهي التي تعطينا كمية من الحرارة لاستخدامها في حياتنا العملية للأغراض المختلفة، كالطهي والتدفئة في المنازل والصناعات المختلفة من صهر وتشكيل المعادن إلى الصناعات البلاستيكية إلى تكرير البترول والصناعات الغذائية … الخ. وفيما يلي بعض المصادر القوية للطاقة الحرارية.


بعض مصادر الحرارة:
1_ الشمس:
تعد الشمس من أكبر مصادر الضوء والحرارة التي سخرها الله سبحانه وتعالى لاستمرار الحياة على سطح كوكبنا الأرض "وهو الذي جعل القمر نورا والشمس ضياء " وتمد الشمس أرضنا والكواكب الأخرى بالحرارة حسب بعدها عنها حيث يتلقى كل متر مربع من سطح الأرض في الثانية الواحدة ما معدله 1400 جول من الطاقة الشمسية، وتتوزع هذه الطاقة على أجزاء الأرض حسب قربها من خط الاستواء الذي يحظى بأكبر نصيب منها والطاقة الشمسية ضرورية لمعظم الكائنات الحية على سطح الأرض لاستمرار حياتها، وهي تمتص هذه الطاقة بطرق مختلفة خاصة الغطاء النباتي، وهي ضرورية للحفاظ على درجة حرارة سطح الأرض والغلاف الجوي والمائي لملائمة الكائنات التي تعيش في كل منها، ويمكننا الاستفادة من الطاقة الشمسية بطرق مختلفة فضلا عن ضرورتها للحياة بشكلها الطبيعي. فالسخانات الشمسية فوق أسطح المنازل تقوم على تسخين المياه بتعرضها المباشر للشمس، والخلايا الشمسية التي تولد الكهرباء تعتمد على تحويل الإشعاع الشمس إلى كهرباء تستخدم في المنازل وفي المشاريع الواقعة في المناطق النائية. وينظر إلى الطاقة الشمسية كمصدر نظيف للطاقة لا يلوث البيئة ولا توجد له مخاطر تذكر على الحياة على سطح الأرض وتتولد الطاقة الشمسية نتيجة تفاعلات الاندماج النووي، التي تحدث داخل الشمس وتجعلها بالتالي مصدرا مستعرا للحرارة إذ تبلغ درجة حرارة سطحها حوالي 6000 درجة مئوية بينما ترتفع في باطنها إلى ملايين الدرجات وترسل الشمس الأشعة الكهرومغناطيسية بكل أنواعها، ومن ضمنها الأشعة تحت الحمراء الحرارية وأشعة الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية التي تقوم طبقة الأوزون بعكس جزء كبير منها فتمنع عنا ضررها. فهي تصيب جلد الإنسان الذي يتعرض لها لفترة طويلة بالحروق والأذى لكنها ضرورية لبعض الكائنات.


2_ الوقود العضوي/البترول:
يشكل البترول عصب الحياة الصناعية والحضارة الحديثة، فهو يزودنا بالطاقة بشكل فعال في كل المجالات، وعلية وعلى الفحم قامت أسس الحضارة التي نشهدها الآن. يعطي البترول لدى احتراقه كمية كبيرة من الحرارة، وتمكن طبيعته وإمكانية تحليله إلى مشتقاته المختلفة من استخدامه في الكثير من المجالات من الصناعات الثقيلة إلى المتوسطة والخفيفة، وفي المواصلات والدفاع والتدفئة والأغراض المنزلية. ويتكون البترول من مركبات عضوية من الكربون والنيتروجين والهيدروجين وعند احتراق هذه المركبات فان الطاقة الموجودة في الروابط بين ذراتها تتحرر لنستفيد منها كطاقة حرارية. وقد كان البترول هو العنصر الرئيسي في الصناعات والنقل خلال القرن الحالي بعد أن كان استخدام الفحم هو المسيطر في مجال الطاقة. ولعل بعض الدول لازالت تنتج وتستعمل الفحم الحجري إلى يومنا هذا. أما في جسم الإنسان فان الغذاء هو الوقود العضوي الذي يوفر للجسم حاجته من الطاقة. فالكربوهيدرات هي مواد عضوية يتم حرقها داخل خلايا الجسم لتمدها بالطاقة الحرارية اللازمة للقيام بالعمليات الحيوية التي تعتمد عليها العضلات والدماغ والأعصاب في عملها. غير أن لهذا المصدر من مصادر الطاقة سلبية كبرى هي مخلفات الاحتراق التي تؤدي إلي تلوث البيئة . فمهما كانت عمليات الاحتراق نظيفة فلا بد لها من إنتاج كميات من ثاني أكسيد الكربون الذي بات يشكل تركيزه في الغلاف الجوي تهديدا لاستقرار المناخ فيما يعرف بظاهرة البيت الزجاجي حيث يمنع ثاني أكسيد الكربون خروج الحرارة الزائدة من الأرض إلى الفضاء على شكل أشعة تحت حمراء الأمر الذي يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة على سطح الأرض ويهدد بانصهار كميات من جليد القطبين لترفع منسوب مياه البحار والمحيطات مما يهدد بإغراق مدن ساحلية كثيرة في العالم. كما يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى تصحر وجفاف مزيد من الأراضي الزراعية وبالتالي القضاء على العديد من الكائنات الحية. مما يستوجب الحد من إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الجو والعمل على خفض تركيزه الحالي.
3_
الطاقة النووية:
بحلول بداية القرن الحالي كانت العلاقة بين المادة والطاقة قد أصبحت في مركز اهتمام علماء الفيزياء، ووضعت نظريات عدة أدت إلى التنبؤ النظري بإمكانية تحويل المادة إلى طاقة وتحويل الطاقة إلى مادة. وبدأ العمل التجريبي لتحقيق ذلك، فتحقق التفاعل المتسلسل الذي يقوم على انشطار نواة ذرة اليورانيوم لتعطي كمية كبيرة جدا من الطاقة ولتنتج نواتين صغيرتين مجموع كتلتيهما أقل من كتلة نواة اليورانيوم مما يعني أن فرق الكتلة قد تحول إلى طاقة، هذه هي الطاقة النووية. وكان من نتائج هذه التجارب خلال الحرب العالمية الثانية أن تكثفت الجهود عند الدول العظمى لصنع القنبلة النووية والتي كان أول من استخدمها الولايات المتحدة الأمريكية ضد اليابان حيث ألقيت قنبلتان على كل من مدينتي هيروشيما وناغازاكي وكان أثر تدميرهما هائلا. واستمر البحث بعد ذلك حتى صنعت القنبلة الهيدروجينية التي تقوم على اندماج أربع نوى هيدروجين لإنتاج نواة هيليوم وإطلاق طاقة هائلة تفوق كثيرا طاقة انشطار اليورانيوم.وهذا في الحقيقة هو التفاعل الذي يحدث داخل الشمس. وبعد ذلك اتجهت جهود العلماء إلى الاستخدامات السلمية للطاقة النووية، فأنشئت المفاعلات النووية التي تزودنا بكميات كبيرة من الحرارة لكنها مصممة بحيث يتم التحكم بها بحيث لا تؤدي إلى انفجار. وتستخدم هذه الحرارة في توليد البخار الذي يدير المولدات الكهربائية التي تزود الكثير من الدول كمعظم الولايات المتحدة وكندا مثلا بالكهرباء. كما تستخدم لتحلية مياه البحر ولتطبيقات أخرى مفيدة. غير أن لهذا النوع من مصادر الحرارة أيضا سلبية كبرى هي النشاط الإشعاعي الناتج من المخلفات النووية المشعة التي تنتجها المفاعلات النووية والتي يصعب التخلص منها والتي تشكل خطرا كبيرا على الكائنات الحية لا ينتهي قبل مرور آلاف وربما ملايين السنين. فضلا عن الحوادث التي قد تقع نتيجة التقصير والإهمال كما حدث في كارثة انفجار مفاعل تشيرنوبل في أوكرانيا عام 1986.


4_ الطاقة الجوفية:
عندما يثور بركان نلاحظ أنة يقذف في الجو حمما ساخنة جدا قوامها الصخر المنصهر ودرجة حرارتها عالية جدا وتسيل هذه الحمم على جوانب الفوهة البركانية لتسبب احتراقا وموتا لكل الكائنات المحيطة بها. وهذا دليل على أن باطن الأرض يحوي من الحمم والصهير الكثير مما يمكن أن يكون مصدرا جيدا للحرارة لو أمكن تطويعه واستخدامه لمنفعة البشر. ومن الظواهر التي تساعد في ذلك ما يسمى الفوارات الساخنة، وهي ينابيع مياه ساخنة تقع في مناطق الصدوع الأرضية حيث تتسرب المياه الجوفية عبر الصدوع الأرضية والشقوق إلى أعماق كبيرة بحيث تلامس مناطق شديدة السخونة فتسخن وتصعد إلى أعلى فوارة وبقوة، نافثة بخار الماء. وبعض هذه الينابيع يثور ويهمد عدة مرات في الساعة وبعضها يتدفق باستمرار وبشكل انسيابي حاملا معه المعادن المذابة من طبقات الصخور العميقة. ويقصد الناس هذا النوع من الينابيع للاستشفاء والاستمتاع بحمامات ساخنة من المياه الطبيعية. غير أن هناك مشاريع تقوم على استغلال حرارة المياه المنطلقة من الأرض في توليد الكهرباء.

الخاتمة:
نستنتج أن: درجة الحرارة هي قياس لمدى لسرعة تحرك جزيئات الجسم, أما الحرارة فهي طاقة الجسم المكتسبة, وأن طرق انتقال الحرارة ثلاث, الحمل والتوصيل والإشعاع, وتقاس الحرارة بعدة مقاييس أهمها: المقياس السيليزي, المقياس الفهرنهايتي, ومقياس كلفن.
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
 

درجة الحرارة

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
GEOMATICS ::  :: -