الفيزياء الحرارية: مفهوم الحرارة، درجة الحرارة، وطرق انتقال الحرارة بالتوصيل والحمل والإشعاع

تعد الطاقة الحرارية إحدى أهم صور الطاقة المرتبطة مباشرة بحياة الإنسان وتطوره التكنولوجي. تُعرَّف «الطاقة الحرارية» بأنها صورة من صور الطاقة تنتقل تلقائياً من الجسم الأعلى في درجة الحرارة إلى الجسم الأقل في درجة الحرارة عند تلامسهما، ويتوقف هذا الانتقال عندما يتساوى الجسمان في درجة الحرارة ويبلغان حالة «الاتزان الحراري». أما «درجة الحرارة»، فهي مقياس لمتوسط طاقة حركة جسيمات المادة؛ فكلما زادت سرعة واحتكاك الجسيمات ارتفعت درجة حرارتها. وتنتقل الحرارة في الطبيعة بثلاث طرق متباينة تحكمها طبيعة الوسط: أولاً «التوصيل»، وهو انتقال الحرارة خلال المواد الصلبة من الطرف الساخن إلى البارد دون انتقال جزيئات المادة نفسها (كالملعقة المعدنية). ثانياً «الحمل»، وهو انتقال الحرارة خلال السوائل والغازات عبر صعود الجزيئات الساخنة الأقل كثافة وهبوط الجزيئات الباردة الأكبر كثافة مكونة «تيارات الحمل». ثالثاً «الإشعاع»، وهو انتقال الحرارة عبر موجات كهرومغناطيسية ولا يشترط وجود وسط مادي، كانتقال حرارة الشمس عبر الفراغ الفضائي الشاسع إلى كوكب الأرض.