درجة الحرارة هي للجزيئات المكونة للجسم
الاجابة هي: عبارة عن الطاقة التي يتم قياسها باستخدام اداة تسمى مقياس الحرارة.
هل لديك فضول لمعرفة ما الذي ينظم درجة حرارة جسمك؟ هل تساءلت يومًا كيف يمكن لبعض الكائنات الحية أن تعيش في درجات الحرارة القصوى؟ إذا كان الأمر كذلك، فهذه المدونة لك. سنستكشف كيف تلعب الجزيئات التي تتكون منها أجسامنا دورًا في تنظيم درجة حرارتنا ولماذا من المهم بالنسبة لنا البقاء ضمن نطاق معين.
ما هي درجة الحرارة؟
درجة حرارة الجسم هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية لذرات أو جزيئات ذلك الجسم. متوسط الطاقة الحركية هذا هو ما يُقاس بميزان حرارة. على المستوى الجزيئي، درجة الحرارة هي نتيجة حركة الجسيمات التي يتكون منها النظام. بمعنى آخر، تعتبر درجة الحرارة خاصية جماعية. عادة ما يتم التعبير عن العلاقة بين الحرارة وتغير درجة الحرارة بالشكل الموضح أدناه حيث c هي الحرارة النوعية. لا تنطبق هذه العلاقة على نظام على نطاق مجهري.
قانون Zeroth للديناميكا الحرارية
ينص قانون Zeroth للديناميكا الحرارية على أنه إذا كان نظامان ديناميان حراريان في حالة توازن مع جسم ثالث، فإن الجسمين الأولين يكونان أيضًا في حالة توازن مع الجسم الثالث. هذا القانون مهم لأنه يسمح لنا بقياس درجة الحرارة دون الحاجة إلى النظر في الطاقة. من خلال معرفة درجة حرارة الجزيئات المختلفة، يمكننا فهم كيفية انتقال الحرارة بين الأجسام. بالإضافة إلى ذلك، يتم تطبيق هذا القانون بطرق مختلفة في جميع أنحاء جسم الإنسان. على سبيل المثال، من خلال قياس الطاقة الحرارية والطاقة الحركية للذرات والجزيئات، يمكننا تحديد درجة حرارة الأنسجة المختلفة. أخيرًا، باستخدام موازين الحرارة لقياس درجة الحرارة، يمكننا تحديد درجة حرارة أعضاء مختلفة في الجسم.
درجة الحرارة ليست طاقة
درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية للجزيئات في النظام. الحرارة هي نقل الطاقة من مادة عند درجة حرارة أعلى إلى مادة عند درجة حرارة منخفضة. ومع ذلك، سيكون من المستحيل استخلاص الطاقة كحرارة من الجسم عند درجة الحرارة تلك. تعتبر درجة الحرارة مهمة في جميع مجالات العلوم الطبيعية، وتستخدم لقياس خصائص المادة مثل الكثافة والضغط والتفاعل الكيميائي.
كسر مجموعات الفوسفات من جزيء ATP
الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة الفريدة للنظام هي التي تسمح بتفكيك مجموعات الفوسفات من ATP، وإطلاق الطاقة في هذه العملية. تسمى هذه العملية التحلل المائي، وهي حدث طارد للطاقة، مما يعني أنها توفر ربحًا صافياً في الطاقة. تُستخدم هذه العملية لتشغيل العديد من التفاعلات الخلوية التي تتطلب الطاقة، ويتم تنظيمها حسب نطاق درجة حرارة الجسم. تتراوح درجات الحرارة المريحة لجسم الإنسان بين 36 و 98 درجة فهرنهايت.
الأكسجين والهيموغلوبين و ATP
درجة الحرارة ليست طاقة. بدلا من ذلك، هو متوسط الطاقة الحركية للذرات والجزيئات التي تشكل النظام. عندما نقيس درجة الحرارة، فإننا في الواقع نقيس الطاقة الحركية للجسيمات في النظام. هذا هو السبب في أنه من المهم أن يكون لديك طريقة لقياس درجة الحرارة بدقة، لأن الطاقة الحرارية والطاقة الحركية نوعان مختلفان من الطاقة.
عندما نزيد درجة حرارة شيء ما، فإننا في الواقع نزيد طاقته الحرارية. هذه الطاقة الحرارية هي التي تجعل الذرات والجزيئات في النظام تقفز وتنقسم إلى أجزاء أصغر. هذه العملية تسمى التفكك الحراري.
إن الطاقة الحرارية للجسيمات الفردية في النظام هي التي تجعلنا نشعر بالدفء أو البرودة. هذه هي الطاقة الحرارية التي نستخدمها لتنظيم درجة حرارة أجسامنا. على سبيل المثال، عندما يكون الجو باردًا في الخارج، سيبدأ جسمنا في توليد المزيد من الحرارة لإبقائنا دافئًا.
تشمل تطبيقات قياس درجة الحرارة في جسم الإنسان فحص الحمى وتشخيص الحالات الطبية ومراقبة صحة الطفل. من خلال معرفة نطاق درجة الحرارة الذي ينفرد به جسم الإنسان، يمكننا فهم الإصابات والأمراض وعلاجها بشكل أفضل.
نطاق درجة الحرارة في جسم الإنسان
يختلف نطاق درجة حرارة جسم الإنسان باختلاف الفرد. ومع ذلك، فإن متوسط درجة حرارة الجسم الطبيعية مقبول بشكل عام على أنه 37 درجة مئوية (98.6 درجة فهرنهايت). ضمن نطاق درجة الحرارة هذا، يكون جسم الإنسان قادرًا على الحفاظ على درجة حرارته الأساسية الطبيعية عن طريق التعرق أو الارتعاش.
درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية لذرات أو جزيئات المادة. في جسم الإنسان، تُستخدم الطاقة الحرارية والطاقة الحركية للذرات والجزيئات لإبقاء الجسم ضمن نطاق درجة حرارته الطبيعية. على سبيل المثال، عندما تكون شديد الحرارة، ستزداد طاقتك الحرارية، وعندما تكون شديد البرودة، ستزداد طاقتك الحركية. هذا هو السبب في أنه من المهم دائمًا ارتداء ملابس مريحة عندما تكون بالخارج في الطقس البارد، وأن ترتدي معطفًا عندما يكون الجو باردًا من الداخل. من خلال فهم كيفية عمل درجة الحرارة وكيفية قياسها، يمكنك فهم كيفية عمل جسمك بشكل أفضل وكيفية الحفاظ على صحته.
الطاقة الحرارية والطاقة الحركية للذرات والجزيئات
تعد الطاقة الحرارية والطاقة الحركية للذرات والجزيئات عاملين مهمين يساهمان في درجة حرارة النظام. الطاقة الحرارية هي الطاقة الحركية الكلية للجسيمات في النظام، ودرجة الحرارة هي متوسط الطاقة الحركية للجزيئات في النظام. يرتبط هذان العاملان، لأن درجات الحرارة المرتفعة تعني أن الطاقة الحرارية مرتفعة أيضًا.
هناك العديد من التطبيقات لقياس درجة الحرارة في جسم الإنسان. على سبيل المثال، يستخدم الأطباء التصوير الحراري لرؤية ما بداخل الجسم. هذا مفيد في تشخيص حالات مثل السرطان أو الأورام. يستخدم المعالجون أيضًا التصوير الحراري للمساعدة في علاج الألم. في الزراعة، يستخدم المزارعون الكاميرات الحرارية لاكتشاف العلامات المبكرة للضرر الذي يلحق بالمحاصيل. أخيرًا، يستخدم رجال الإطفاء الكاميرات الحرارية للرؤية في الظلام.
بواسطة
تقيس الطاقة الحرارية الطاقة الحركية الكلية للجسيمات في المادة.
درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية للجزيئات في النظام.
الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة الفريدة للنظام
تختلف الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة الفريدة للنظام عن تلك الموجودة في المواد الأخرى. على سبيل المثال، يحتوي الماء على أعلى درجة حرارة محددة لأي مادة، ويرجع ذلك إلى روابطه الهيدروجينية القوية. هذا يعني أن جزيئات الماء تشكل شبكة متماسكة، ونتيجة لذلك، فإنها تستهلك الكثير من الطاقة لرفع درجة حرارتها. في الواقع، يتطلب الأمر طاقة لرفع درجة حرارة الماء بمقدار 1 درجة مئوية أكثر مما يتطلبه الأمر لرفع درجة حرارة أي مادة أخرى مشتركة.
مثال آخر هو الهواء. تختلف درجات حرارة الهواء كثيرًا على مدار اليوم والسنة، لأن الهواء يتكون من أنواع مختلفة من الجزيئات التي لها طاقة حرارية مختلفة. على سبيل المثال، تتمتع جزيئات النيتروجين بطاقة حرارية عالية، بينما تتمتع جزيئات الأكسجين بطاقة حرارية منخفضة. هذا هو سبب اختلاف درجات حرارة الهواء في أوقات مختلفة من اليوم والسنة.
الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة الفريدة للنظام مهمان أيضًا عند قياس درجة حرارة الجسم. على سبيل المثال، إذا قمت بقياس درجة حرارة الجسم باستخدام مقياس حرارة، فسوف يقيس فقط الطاقة الحرارية للجزيئات في ذلك الجسم المحدد. لن يقيس الطاقة الحرارية للجزيئات في مقياس الحرارة نفسه أو في الغرفة التي يتم أخذها فيها.
الطاقة الحركية للجزيئات الفردية في نظام
درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية للجسيمات في مادة ما. إنها الطاقة الحركية لجسيم نموذجي. في هذه الحالة الخاصة، الطاقة الداخلية هي إجمالي الطاقة الحركية الانتقالية للذرات ؛ كلما ارتفعت درجة حرارة الغاز، زادت الطاقة الحرارية. تقيس الطاقة الحرارية الطاقة الحركية الكلية للجسيمات في نظام ما، بينما تقيس الطاقة الحركية طاقة الحركة لمادة ما. تشمل تطبيقات قياس درجة الحرارة في جسم الإنسان قياس درجة حرارة الجسم، وتحديد درجة غليان الماء، وتحديد النقطة التي يبدأ عندها السكر في الكراميل.
تطبيقات قياس درجة الحرارة في جسم الإنسان
درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية للذرات أو الجزيئات في النظام. هذا يعني أن المواد المختلفة لها درجات حرارة مختلفة، وأنه يمكن استخدام درجة الحرارة لتحديد الطاقة الحرارية والطاقة الحركية للذرات والجزيئات في النظام. تُستخدم درجة الحرارة أيضًا لوصف الجسم بأنه ساخن أو بارد. على سبيل المثال، يتراوح نطاق درجة حرارة جسم الإنسان بين 0 درجة مئوية و 40 درجة مئوية. يتم تحديد نطاق درجة الحرارة هذا من خلال الطاقة الحرارية والطاقة الحركية للذرات والجزيئات في جسم الإنسان.
في الممارسة الطبية، غالبًا ما يتم قياس درجة الحرارة لتحديد صحة المريض. على سبيل المثال، تحدث الحمى عادة بسبب زيادة الطاقة الحرارية لخلايا الجسم. تستخدم درجة الحرارة أيضًا لمراقبة حالة المريض في وحدات العناية المركزة أو أثناء الجراحة. من خلال فهم كيفية عمل درجة الحرارة، يمكن للأطباء مراقبة مرضاهم وعلاجهم بشكل أفضل.
