چه چيز باعث سرما و گرما مي شود؟

بعضي اشياء سرد و بعضي گرم هستند. گاهي اوقات هوا گرم و پاره اي اوقات سرد است. اين اختلاف چگونه به وجود مي آيد؟ بر اساس فرضيه هاي موجود حرارت نتيجه حركت اتم ها و مولكول هاست. مثلا مولكول ها و اتم هاي موجود در هوا مي توانند به آزادي حركت كرده و با يكديگر برخورد كرده و يا به اشياء در مسير حركت خود اصابت كنند. اين ذرات كوچك مي توانند سريع و يا آهسته حركت كنند. اگر سريع حركت كنند ما مي گوييم درج حرارت هوا بالا است و يا هوا گرم است. اگر آهسته حركت كنند ما هواي سرد را احساس مي كنيم. در مورد جامدات و مايعات، اتم ها و مولكول ها نمي توانند آزادانه حركت كنند، اما مي توانند به سرعت خود اضافه كنند. مثلا در يك ميله آهني داغ، اتم ها در هر ثانيه يك ميليون بار مرتعش مي شوند، و اين سرعت ارتعاش خيلي بالا است. و اگر شما نوك انگشت خود را به اين ميله آهني بزنيد بلافاصله احساس درد و ناراحتي مي كنيد، زيرا حركت و اصابت شديد و ناگهاني مولكول هاي آهن بدست شما اين وضعيت را پديد آورده است. آيا مولكول ها واقعا حركت مي كنند؟ آزمايشات بي شماري حركت مداوم مولكول ها را ثابت كرده اند. در واقع، ذرات ميكروسكوپي ميليوني مواد مختلف در آب، در زير ميكروسكوپ قابل رؤيت هستند و حركت آنها را مي توان مشاهده كرد. در درجه حرارت ذوب يخ. بطور متوسط، يك مولكول اكسيژن با سرعتي برابر با 1400 پا در ثانيه حركت مي كند و سرعت حركت يك مولكول هيدروژن در شرايط مساوي تقريبا چهار برابر اكسيژن است. حتي در يك اينچ مكعب هوا در هر ثانيه ميلياردها برخورد مولكولي بوجود مي آيد. گرما و درجه حرارت با هم تفاوت دارند. انرژي حرارتي كه يك جسم دارا است بستگي به انرژي حركتي اتم ها و مولكول هاي آن دارد. مقدار گرما به وسيله كالري اندازه گيري مي شود. يك كالري مقدار گرمايي است كه مي تواند درجه حرارت يك گرم آب را يك درجه سانتي گراد بالا ببرد. اما درجه حرارت يك جسم، نشانگر سطح و يا درجه اي است كه حرارت و گرما به آن وارد شده و همراه جسم است. سردترين درجه ممكن 273 درجه زير صفر است و دانشمندان معتقدند كه در اين درجه مولكول ها در استراحت كامل هستند.

منبع: كتاب بمن بگو چرا (جلد نهم)