ما هي درجة الحرارة وكيف تقاس ولماذا؟

للأرصاد الجوية والعلوم ودراسة تغير المناخ والنظم البيئية ، وبشكل عام ، للحياة اليومية ، من المهم معرفة درجة الحرارة. درجة الحرارة هي خاصية فيزيائية يمكن قياسها وفائدتها هائلة في فهم أشياء كثيرة على هذا الكوكب.

يعتبر أيضًا متغيرًا مهمًا للأرصاد الجوية ولهذا السبب سنركز على جميع خصائص درجة الحرارة. ماذا تريد أن تعرف عن درجة الحرارة؟

درجة الحرارة وأهميتها

من المعروف في العالم أن درجة الحرارة هي واحدة من تلك المقادير يتم استخدام المزيد من أجل وصف وشرح حالة الغلاف الجوي. في الأخبار ، عند الحديث عن الطقس ، يوجد دائمًا قسم مخصص لدرجات الحرارة التي سنحصل عليها ، لأنه مهم لشرح حالة الأرصاد الجوية لمنطقتنا. تتغير درجة الحرارة على مدار اليوم ، فهي تختلف في الأيام الملبدة بالغيوم ، أو مع الرياح ، في الليل ، من موسم إلى آخر ، في أماكن مختلفة ، إلخ. لن نحصل أبدًا على درجة حرارة متساوية ومستقرة لعدة ساعات.

في بعض الأحيان ، نجد أن درجات الحرارة في الشتاء تنخفض إلى أقل من 0 درجة مئوية وفي الصيف في العديد من الأماكن (وبشكل متزايد بسبب الاحتباس الحراري) ترتفع وتوضع فوق 40 درجة مئوية. في الفيزياء ، توصف درجة الحرارة بأنها كمية مرتبطة بها مدى سرعة تحرك الجسيمات التي تتكون منها المادة. وكلما زاد هياج هذه الجسيمات ، ارتفعت درجة الحرارة. لهذا السبب عندما نشعر بالبرد نفرك أيدينا ، لأن الاحتكاك المستمر وحركة الجزيئات التي تتكون منها بشرتنا تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة ونصبح دافئًا.

كيف نقيس درجة الحرارة؟

لكي نكون قادرين على قياس درجة الحرارة ، علينا أن نؤسس أنفسنا على الخصائص التي تتمتع بها المادة عندما تتغير بسبب التغيرات فيها. حتى وقت قريب تم قياس درجة الحرارة باستخدام موازين الحرارة الزئبقية ، على أساس تمدد معدن الزئبق مع زيادة درجة الحرارة. بهذه الطريقة ، على مقياس من الدرجات المئوية ، يمكننا معرفة عدد درجات الحرارة أو ما هي بعض المواد.

تتمثل الطرق الأخرى لقياس درجة الحرارة بناءً على خصائص المادة في تحليل المقاومة الكهربائية لبعض المواد ، وحجم الجسم ، ولون الشيء ، إلخ.

درجات الحرارة العظمى والصغرى في الأرصاد الجوية

غالبًا ما يتحدث رجال الطقس عن درجات الحرارة القصوى والدنيا. ومن الشائع جدًا الحديث عنه في الأرصاد الجوية درجات الحرارة القصوى والدنيا، من أعلى وأدنى القيم المسجلة خلال فترة زمنية ، إلخ. باستخدام هذه القياسات ، يتم إنشاء سجلات درجات الحرارة التي تُستخدم لقياس خصائص مناخ المنطقة. لهذا السبب عندما نتحدث عن رجل الطقس نتحدث عن الأرصاد الجوية وعندما نتحدث عن درجات الحرارة والاحتباس الحراري نتحدث عن المناخ.

لقياس درجات الحرارة القصوى هذه ، يتم استخدام موازين الحرارة القصوى والدنيا.

• يتكون الحد الأقصى من مقياس الحرارة من مقياس حرارة عادي، الأنبوب الذي به خانق من الداخل بالقرب من الخزان: عندما ترتفع درجة الحرارة ، يدفع تمدد الزئبق في الخزان بقوة كافية للتغلب على المقاومة التي تعارضها الخانق. من ناحية أخرى ، عندما تنخفض درجة الحرارة وتتقلص كتلة الزئبق ، ينكسر العمود ، تاركًا نهايته الحرة في الموضع الأكثر تقدمًا الذي احتله خلال الفترة بأكملها.
• الحد الأدنى لميزان الحرارة هو الكحول وله مؤشر للمينا مغمور في السائل بالداخل. عندما ترتفع درجة الحرارة ، يمر الكحول بين جدران الأنبوب والفهرس ، ولا يتحرك ؛ من ناحية أخرى ، عندما تنخفض درجة الحرارة ، يسحب الكحول المؤشر المذكور في حركته الخلفية لأنه يواجه مقاومة كبيرة جدًا لترك السائل. وبالتالي ، يشير موضع المؤشر إلى أدنى درجة حرارة تم الوصول إليها.

في أي وحدات نقيس درجة الحرارة؟

في جميع الكميات المادية تقريبًا ، توجد وحدات قياس مختلفة وفقًا للمقياس الذي تريد القياس به. درجة الحرارة ليست استثناء ، وبالتالي لدينا ثلاث وحدات قياس لدرجة الحرارة:

• المقياس بالدرجات المئوية (درجة مئوية): يتكون من تقسيم منتظم إلى 100 فترة ، حيث يتوافق 0 مع نقطة تجمد الماء و 100 إلى نقطة غليانه. يتم التعبير عنها بالدرجات المئوية وهي الدرجة التي نستخدمها عادةً.
• مقياس فهرنهايت (ºF): يشيع استخدامه في الولايات المتحدة. مقياس الحرارة متدرج بين 32 درجة فهرنهايت (المقابلة لـ 0 درجة مئوية) و 212 درجة فهرنهايت (100 درجة مئوية).
• مقياس كلفن (K): إنه المقياس الأكثر استخدامًا من قبل العلماء. إنه مقياس لا يحتوي على قيم سالبة لدرجة الحرارة ويوجد صفره في الحالة التي لا تتحرك فيها الجسيمات التي تتكون منها المادة. تتوافق نقطة غليان الماء مع 373 كلفن ونقطة التجمد إلى 273 كلفن ، لذلك ، فإن تغيير درجة واحدة على مقياس كلفن هو نفس التغير بمقدار درجة واحدة على مقياس سلزيوس.

كيف نعلم أننا نقيس درجة الحرارة جيدًا؟

من الأشياء المهمة التي يجب مراعاتها عند قياس درجة حرارة الهواء تعرف أين يجب أن نضع مقياس الحرارة لقياس قيمة درجة الحرارة بدقة وبشكل صحيح. اعتمادًا على المساحة والارتفاع الذي نضعه فيه ، يمكن أن يسبب لنا مشاكل مختلفة. على سبيل المثال ، إذا وضعناه بالقرب من الحائط ، فسوف يقيس درجة حرارته ؛ إذا تعرضت للرياح فسوف تحدد قيمة واحدة وإذا كانت محمية فسوف تحدد قيمة أخرى ؛ إذا كان تحت تأثير الشمس المباشر ، فسوف يمتص الإشعاع الشمسي وسوف يسخن مع عدم تدخل أي هواء ، مما يشير إلى درجة حرارة أعلى من درجة حرارة الهواء.

لتجنب كل هذه المشاكل ، ويمكن لخبراء الأرصاد الجوية في جميع أنحاء العالم مقارنة قياساتهم مع بعضهم البعض والحصول على بيانات موثوقة ، وضعت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية مبادئ توجيهية لقياس درجة الحرارة بالتساوي في جميع دول العالم. موازين الحرارة يجب التهوية والحماية من الأمطار والإشعاع الشمسي المباشر ، وعلى ارتفاع معين من الأرض (بحيث لا تؤدي الطاقة التي تمتصها الأرض أثناء النهار إلى تعديل القياسات).

كما ترون ، تعتبر درجة الحرارة أمرًا أساسيًا في علم الأرصاد الجوية ، وبفضل سجلات درجات الحرارة هذه يتم الحصول على البيانات المتعلقة بمناخ الكوكب. من خلال مراقبة التغيرات في المناخ التي ينتجها البشر ، يمكننا التصرف في الأماكن الأكثر تضررًا.

إذا كنت تريد أيضًا معرفة كيفية حساب الإحساس الحراري ، فلا تتردد في النقر هنا:

المادة ذات الصلة:

كيف تحسب الرياح الباردة؟