اساسيات الديناميكا الحرارية

تتعامل الديناميكا الحرارية مع مفاهيم الحرارة ودرجة الحرارة وكما سنرى انها ناجحة جدا في توضيح الخواص الحجمية للمادة والعلاقة بين هذه الخواص وميكانيكا الذرات والجزيئات.تزامن تطور الديناميكا الحرارية تاريخياً مع تطور النظرية الذرية للمادة فلقد هيأت التجارب الكيميائية في العشرينات من القرن الثامن عشر الادلة الدامغة لوجود الذرات وادرك العلماء حينها وجود علاقة بين نظرية الحرارة ودرجة الحرارة و بنية المادة . في عام 1827 اعلن روبرت براون الحركة العشوائية من مكان لآخر لحبوب الطلع العالقة في سائل وكانها تحت اهتزاز ثابت. في عام 1905 استعمل اينشتين النظرية الحركية في توضيح سبب هذه الحركة العشوائية والتي تسمى اليوم بالحركة البراونية. اوضح اينشتين هذه الظاهرة بافتراضه ان الحبيبات تكون عرضة لتصادمات ثابتة بوساطة جزيئات " غير مرئية " في السائل تتحرك هي بعشوائية. لقد اعطى هذا التفسير العلماء نظرة في الحركة الجزيئية وتصديقاً لفكرة ان المادة مكوّنة من ذرات. وبذلك يكون قد تحدد رابط بين مايحصل يومياً في عالمنا ولبنات البناء الدقيقة غير المرئية المكوّنة لهذا العالم.لقد عرضت الديناميكا الحرارية اسئلة اكثر عملية كذلك فهل انتابك الاستغراب في كيفية قيام البرّاد (الثلاجة) تبريد محتوياتها واي نوع من انواع التحولاّت تحدث في محطة القدرة الكهربائية او في ماكنة السيارة او ماذا يحصل للطاقة الحركية لجسم يتحرك عندما يصبح هذا الجسم ساكناً؟ توفر قوانين الديناميكا الحرارية ومفاهيم الحرارة ودرجة الحرارة كل هذه الاجابات. وفي العموم تتعامل الديناميكا الحرارية مع تحولات المادة في جميع حالاتها الصلية والسائلة والغازية.في هذا الكتاب و بعد ان يعرض علينا الفصل الاول مفاهيم اساسية تخص نظام الوحدات والابعاد وتحليلها وطرق التبادل بينها سنتابع الفصل الثاني مفهوم درجة الحرارة ومقاييسها المتنوعة والتمدد الحراري للمواد الصلبة والسوائل مع وصف عياني للغاز المثالي لننتقل بعد ذلك الى الفصل الثالث الذي يعرض مفهوم الحرارة والطاقة الداخلية والحرارة النوعية وقياس كمية الحرارة والحرارة الكامنة والشغل والحرارة في عمليات الديناميكا الحرارية كما ويعرض الفصل القانون الاول للديناميكا الحرارية وبعض تطبيقاته، اما الفصل الرابع فيعرض النموذج الجزيئي للغاز المثالي والحرارة النوعية المولارية والعمليات الاديباتية له لنصل الى الفصل الخامس الذي يتناول المكائن الحرارية والانتروبيا والقانون الثاني للديناميكا الحرارية مستعرضين العمليات الانعكاسية وغير الانعكاسية وماكنة كارنو ومكائن الجازولين والديزل ونختم الفصل بنظرة مجهرية للانتروبيا.أملي ان يسهم هذا الحرف العربي المدونة به صفحات هذا الكتاب مما قد تم جمعه من اساسيات في الديناميكا الحرارية اعتماداً على اخر الاصدارات العالمية من كتب ونشريات وفي مقدمة هذه الاصدارات كتاب رايموند سيروي الموسوم" الفيزياء للعلوم والهندسة مع الفيزياء الحديثة" اصدار عام 2004 وكتاب كاري بوكوالتر الموسوم " الفيزياء" بما يعزز استيعاب المبادىء الاساسية لهذه العلوم خصوصا في العدد الكبير من الامثلة المحلولة والاسئلة التي تمت الاجابة عليها في متن كل فصل من فصول الكتاب اضافة الى ملاحظات وجب التنويه اليها لما قد تسببه من خلط مع مفاهيم اخرى.