لمحة حول تطور مفهوم الحرارة

---

القراءة في تاريخ تطور العلم هو فن الجمع بين الفهم العميق والمتعة !

إن أردت فهم علم فهما دقيقا يمكّنك من الإمساك بتلابيبه، وفهم دقيقه وعميقه، والاستفادة القصوى من أفكاره؛ فاقرأ تاريخه ..!

إن الحرارة كما نفهما اليوم، كونها نوع من أنواع الطاقة يمكن تحويلها إلى نوع آخر والاستفادة منها، كما حدث ابتداء بالمحرك البخاري وكما يحدث كل يوم في إنتاج الكهرباء وحركة السيارات، إن هذا المفهوم لم يكن فطرة فطر الناس عليها.

لن أغوص في أعماق التاريخ لأبحث عن مفهوم الحرارة عند الحضارات البشرية السابقة، وإنما سأبدأ من عام 1789م.

“الحرارة مادة تشبه المائع” ..!

هكذا قالها العالم الفرنسي لافوازييه ليفسر للعالم ماهية الحرارة التي حيرت العلماء.

قال في نظرية السعرات الحرارية (Caloric theory ) :

الحرارة عبارة عن مادة كالمائع ليس لها وزن ولا لون ولا طعم ولا رائحة، تنتقل من جسم مسببة انخفاض درجة حرارته إلى جسم آخر مسببة رفع درجة حرارته، وأطلق على هذه المادة اسم السعرة الحرارية (Caloric ).

ومن هذا المفهوم اشتق مصطلح سريان الحرارة (  Heat Flow).

وتضيف النظرية أنه عندما لا يستطيع جسم ما استقبال سعرات أكثر فلأنه وصل إلى حالة التشبّع، كما يحصل لكأس الماء عندم نذيب فيه كمية من السكر فوق مستوى تشبّعه، ومن هذا المفهوم اشتق مصطلحا السائل المتشبّع والبخار المتشبّع ( Saturated Liquid,Vapor ) المستخدمان إلى الآن.

كيف للمادة أن تُستَحدث من العدم ؟!

في عام 1798م أثبت العالم الأمريكي رومفورد أن الحرارة يمكن توليدها بشكل مستمر عن طريق الاحتكاك، ثم تساءل:

لو كانت الحرارة مادة كما يقول لافوازييه فكيف أمكن إيجاد مادة من العدم ؟!

وفي عام 1843م أثبت العالم الإنجليزي جول بشكل قاطع أن الحرارة ليست مادة وإنما طاقة، وبهذا انتقلت نظرية السعرات الحرارية إلى مثواها الأخير !

النظرية الحركية

كان لظهور وتطور النظرية الحركية تأثير كبير على فهم ماهية الحرارة، حيث تُعامل هذه النظرية جزيئات المادة ككرات صغيرة متحركة تحوي طاقة حركية.

ووصفت الحرارة بأنها الطاقة المتعلقة بالحركة العشوائية للذرات أو الجزيئات.

العيينة

• المرجع:

كتاب الديناميكا الحرارية بواسطة: يونس كانجال، و ميشيل بولز.