گرما

در فیزیک و ترمودینامیک(علم مطالعه گرما و انرزی)، گرما انرژی جابجا شده از یک جسم به جسم دیگر یا از ناحیه‌ای به ناحیه‌ای دیگر، طی برهم‌کنش‌های گرمایی است.(به عبارتی :به مقدارانرژی که دراثر اختلاف دماازجسمی به جسم دیگر انتقال پیدا می کند،گرما می گویند.) انتقال گرما راه‌های گوناگونی دارد :رسانش ، تابش، وهمرفت ( convection ). بلکه معمولاً به یک نوع فرایند مربوط است، و جریان گرما وانتقال گرما هم‌معنا است. رسانش :وقتی یک سر میله فلزی را روی آتش می گذاریم، گرما موجب جنب و جوش اتم های آن قسمت می شودوبر اثر برخور اتم های پر جنب جوش با اتم های مجاور، انرژی جنبشی انتقال می یابدو گرما به سر دیگر میله منتقل می شود.بعضی از مواد مانند فلزات رسانش گرمایی خوبی دارندو بعضی رسانش گرمایی خوبی ندارند.به اجسامی مانند چوب،لاستیک،هوا،چوب پنبه و...که گرما را بسیارآهسته منتقل می کنند یا منتقل نمی کنند،نارسانا یا عایق گرما می گویند. همرفت( convection ) : وقتی مایعی رااز زیر شروع به گرم کردن می کنیم،به علت رسانش،جنب و جوش مولکول ها و فاصله زیاد می شود.با افزایش حجم قسمت پایین مایع،چگالی آن کاهش یافته وبه سمت بالا حرکت می کند. نکته :روش همرفت،فقط در مایعات وگازهاامکان پذیراست. تابش : خورشید نور وگرما زمین رانیز تامین میکند.دراین روش برخلاف روش های همرفت ورسانش به محیط مادی نیازی نیست.(درخلاهم بااین روش گرما منتقل می شود.) در کل، گرما انتقال انرژی از یک جسم یا از یک سیستم ترمودینامیکی به دیگری است. در هنگامی که دو سامانه در دو دمای متفاوت باشند. این انرژی در اثر تماس حرارتی منتقل می‌شود. (به صورت ساده ترمی توان گفت:وقتی دوجسم با دماهای مختلف رادرتماس بایکدیگر قرار دهیم،دمای جسم گرم پایین ودمای جسم سرد بالا می رود.این فرایندآنقدر ادامه پیدا می کند تا دمای دوجسم یکسان شوند.این دمارادمای تعادل دوجسم می گویند.)همچنین از انتقال گرما به عنوان یکی از فرایندهای بنیادی انتقال انرژی بین اجسام فیزیکی یاد می‌شود. انتقال گرما یکی از راه‌های جابجایی انرژی است که در آن ترمودینامیک صورت می گیرد.

تاریخچه درک مفهوم فیزیک گرما

دمای سطح زمین در میانه‌های ماه مارس و اوایل آوریل ۲۰۰۰.

پخش رسانه

این انیمیشن دمای زمین را از سال‌ ۱۸۸۰ تا سال ۲۰۱۷ را مقایسه می‌کند که در نقاطی که آبی رنگ است دما پایین‌تر و نقاطی که قرمز رنگ است دمای بالاتر را نشان می‌دهد.

نیمه اول سده نوزدهم شاهد پیشرفت‌های فراوان و رشد بینش‌های عمیق دربارهٔ ماهیت‌های گرما بود چرا که در اواخر سده هجدهم انقلاب صنعتی در قاره اروپا و آمریکا گسترش یافت.

پیش از سال ۱۸۳۰ تصور می‌کردند که گرما و خواص گرمایی مواد با پدیده‌های مکانیکی الکتریکی ومغناطیسی ارتباطی ندارند. بنا بر نظریهٔ کالریک که در آن زمان رایج بود. مقدار گرمای هر جسم متناسب با مقداری از سیال کالریک بود که در جسم وجود داشت یعنی هر چه مقدار سیال کالریک آن نیز بیشتر بود انبساط گرمایی را که از پدیده‌های آشنا به‌شمار می‌آمد این‌طور توجیه می‌کردند که برای پذیرش سیال کالریک اضافی فضایی بیشتر لازم است. هر چند دادن گرما به جسم هیچ تغییر قابل اندازه‌گیری در جرم آن ایجاد نمی‌کرد و این امر را با معضل روبرو کرده بود اما هواداران این نظریه برای حل مشکل می‌گفتند که کالریک یک سیال است (سنجش ناپذیر) یا (آذرین) یعنی سیالی بدون جرم است.

هرچند که نظریه کالریک را پیش از پایان نیمه اول قرن نوزدهم کنار گذاشتند. میراث آن واحد گرما، یعنی کالری هنوز هم کاربرد فراوانی دارد.

این واقعیت که ماشین بخار، با استفاده از گرمای ناشی از سوختن چوب یا زغال سنگ کار مکانیکی انجام می‌دهد کم‌کم در مفهوم گرما تحول ایجاد کرد.

جیمز کلرک ماکسول یکی از دانشمندانی بود که در کتابش، تئوری گرما در سال ۱۸۷۱ گرما را به حرکت اجسام مربوط دانست و آن را دسته‌بندی کرد.

نماد و واحد گرما

• واحد گرما در دستگاه SI، ژول است.
• گرما را با نماد Q نمایش می‌دهیم.

نگارخانه

• 

  تصویری از مأمور آتش‌نشانی ایالات متحده آمریکا که تولید گرما، منجر به ایجاد شعله‌های آتش شده‌است.

منابع

• مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Heat». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۱۵ بهمن ۱۳۹۱.