---
title: "الحرارة والعزل"
book: "الفيزياء في المرحلتين الابتدائية والإعدادية"
subject: physics
language: ar
chapter: 34
exercises: 11
source: https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/34-heat-and-insulation
---

# الفصل 34 — الحرارة والعزل

لماذا يبدو المِزلج المعدني جليديًّا بينما لا يبدو كذلك المقعد الخشبي إلى جانبه؟ ذلك اللغز يتبعنا منذ السنة الأولى من هذا الكتاب. واليوم يسقط — ومعه أسرار الترمس والنافذة المزدوجة والعصفور المنفوش في الشتاء. والمفتاح أن نكفّ عن السؤال كيف *تبدو* الأشياء ونبدأ بتتبّع أين *تجري* [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat).

## 34.1 الحرارة في حركة

**تعريف 34.1 (الحرارة).**

*الحرارة* [طاقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) في حركتها من جسم أسخن إلى جسم أبرد. فالحساء يمرّر حرارة إلى الملعقة، والمدفأة إلى الغرفة، ويدك إلى كرة ثلج. والحرارة ليست مادة مختبئة داخل الأشياء الساخنة — إنما هي *جريان*، ولها اتجاه دائمًا.

**قضية 34.2 (الحرارة تجري نازلة).**

تجري [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) من تلقاء نفسها من الجسم الأسخن إلى الأبرد دائمًا — ولا تجري في الاتجاه الآخر أبدًا. ويستمرّ الجريان ما دامت درجتا [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) مختلفتين، ويخبو حين تلتقيان: فإذا تُرك جاران ساخن وبارد معًا [مدة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/8-measuring-time#def-g2-measuring-time-duration) كافية انتهيا إلى [درجة حرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) واحدة مشتركة.

**مثال 34.3 (قراءة الاتجاه).**

ملعقة الشاي في الشاي تسخن: فقد جرت [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) من الشاي $\to$ إلى الملعقة. والليموناضة مع الثلج تبرد — وانتبه! لم يدخلها شيء اسمه “البرودة”: بل جرت [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) *خارجة من الليموناضة إلى الثلج*، فصهرته. فالبرودة ليست جريانًا؛ إنما هي الاسم الذي نعطيه لجانب الخاسر. وكتب الفيزياء كلها تقول “يفقد المشروب [حرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat)”، ولا تقول “يكسب المشروب برودة” أبدًا.

![قاعدة واحدة لكل مطبخ ولكل شتاء: الحرارة تجري نازلة، من الأسخن إلى الأبرد، حتى يزول المنحدر.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g5-heat-and-insulation/fig-e16acca68496.svg)

*قاعدة واحدة لكل مطبخ ولكل شتاء: [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) تجري نازلة، من الأسخن إلى الأبرد، حتى يزول المنحدر.*

## 34.2 مسارب سريعة ومسارب بطيئة

**تعريف 34.4 (نواقل الحرارة وعوازلها).**

تختلف الموادّ اختلافًا شديدًا في سرعة تمرير [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) فيها. *فناقل الحرارة* مسرب سريع — والمعادن قبل كل شيء. *وعازل الحرارة* مسرب بطيء: الخشب، والصوف، والبلاستيك، والريش — والبطل: *[الهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) الساكن*، محبوسًا حتى لا يدور. (والكلمتان مستعارتان عن قصد من نواقل الكهرباء وعوازلها؛ والخاصّيتان تجتمعان كثيرًا لا دائمًا.)

![صباح صقيعي في ساحة اللعب: قضى المِزلج المعدني والمقعد الخشبي الليلة نفسها عند درجة الحرارة نفسها — ومع ذلك لن يقرص جلدك إلا أحدهما.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g5-heat-and-insulation/img-be0c23320bbb.jpg)

*صباح صقيعي في ساحة اللعب: قضى المِزلج المعدني والمقعد الخشبي الليلة نفسها عند [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) نفسها — ومع ذلك لن يقرص جلدك إلا أحدهما.*

**مثال 34.5 (لغز المِزلج، وقد حُلّ).**

قضى المِزلج المعدني والمقعد الخشبي الليل عند [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) الباردة نفسها — وقد أقسم [ميزان الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) على ذلك من زمن بعيد. المِسهما: يدك أدفأ من كليهما، فتجري [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) منك إلى كل واحد منهما. لكن المعدن مسرب سريع — يخطف حرارتك خطفًا، وذلك *الخطف* هو ما يبدو “جليديًّا”. أما الخشب فلا يأخذ حرارتك إلا قطرةً قطرة: فبالكاد يبدو باردًا. ولم يكن جلدك يقيس [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) قطّ — إنما يقيس سرعة فقدانه هو [للحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat). أُغلقت القضية، بعد أربع سنوات.

**طريقة 34.6 (سباق التبريد).**

شاهِد العزل يفوز، بالأعداد:

1. املأ كوبين متماثلين بماء صنبور ساخن بالتساوي ( *واطلب من شخص كبير ماءً ساخنًا يُحتمل باليد، لا ماءً غاليًا* )؛
2. ولفّ أحد الكوبين بوشاح صوفي لفًّا سميكًا؛ واترك الآخر عاريًا؛
3. واغرز [ميزان حرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) في كل كوب واكتب درجتَي [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) في جدول كل خمس دقائق، ستّ مرات؛
4. وارسم السجلّين خطّين على بيان واحد، [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) في مقابل الزمن.

فيغوص خطّ الكوب العاري؛ وينحدر خطّ الكوب الملفوف انحدارًا لطيفًا. البداية نفسها والغرفة نفسها — والصوف جعل مخرج [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) مسربًا بطيئًا.

![سباق التبريد مرسومًا: كوبان من ماء عند 50\, C في غرفة عند 20\, C. والصوف لا يستطيع أن يوقف هرب الحرارة — لكنه يُبطئه إبطاءً جميلًا.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g5-heat-and-insulation/fig-d7d15d465406.svg)

*سباق التبريد مرسومًا: كوبان من ماء عند $50\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ في غرفة عند $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. والصوف لا يستطيع أن يوقف هرب [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) — لكنه يُبطئه إبطاءً جميلًا.*

**ملاحظة 34.7 (العزل يُبطئ لا غير).**

انظر إلى أين يتّجه المنحنيان: إلى $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ في الغرفة. فلا وشاح ولا ترمس ولا جدار كوخ جليدي يوقف جريان [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) النازل — إنما العزل يجعل المسرب البطيء أبطأ لا غير. ولهذا أيضًا أخّر المعطفُ على رجل الثلج (أتذكره؟) انصهاره ولم يستطع إنقاذه: [فحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) الصيف ظلّت تتسرّب إليه قطرةً قطرة.

## 34.3 فنّ حبس الهواء

**مثال 34.8 (هندسة الشتاء).**

كل شيء دافئ تملكه تقريبًا آلة لحبس [الهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air). فالصوف يُدفئك لا بألياف نفسها بل بجيوب [الهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) التي لا تُحصى بينها؛ ولحف الريش، والفليس، والعصفور المنفوش كرةً على سلك متجمّد، كلها تلعب الورقة نفسها. والبيوت تنضمّ إلى اللعبة: فالنوافذ المزدوجة تسجن طبقة [هواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) بين لوحين، والجدران المعزولة محشوّة بحشوة منفوشة تكنز [الهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air). [فالهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) الساكن بطل المسارب البطيئة — والحيلة أن يُبقى *ساكنًا*.

**مثال 34.9 (الترمس).**

قارورة الترمس تحفة العزل: قنّينة داخل قنّينة، [والهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) بينهما مسحوب حتى يكاد لا يبقى منه شيء — وحيث لا تكاد توجد مادة لا يكاد جريان [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) يجد مسربًا البتة (وهي حيلة تستحقّ التذكّر: فالخلاء نفسه هو الذي أسكت الجرس في الوعاء). ثم أضِف جدرانًا لامعة تردّ توهّج الدفء إلى الداخل، فتلقى الشوكولاتة الساخنة العصرَ وهي ساخنة — أو الليموناضة وهي باردة: فالترمس لا يعرف شيئًا عن الساخن والبارد، إنما يُغلق المسارب لا غير، في الاتجاهين.

**ملاحظة 34.10 (التدفئة، مقولةً على أصولها).**

والآن تُغلق مسألة المعطف القديمة إلى الأبد. فالمعطف [هواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) محبوس حول صانع [حرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) — هو أنت. فجسمك يبثّ [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) إلى الخارج طوال النهار؛ والمعطف يحوّل ذلك البثّ إلى قطرات، فتبقى دافئًا من إنتاجك أنت. أما على رجل الثلج — ولا صانع [حرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) في داخله — فالمعطف نفسه لا يفعل إلا أن يُبطئ تسرّب الصيف إلى الداخل. والعزل لا يحابي أحدًا: فهو يُبطئ الجريان في أي اتجاه جرى.

## 34.4 تمارين

**تمرين 34.1 ★.**

ما [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat)، وفي أيّ اتجاه تجري من تلقاء نفسها؟ ومتى يتوقّف الجريان؟

**حل التمرين 34.1.**

[الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) [طاقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) في حركتها من جسم أسخن إلى جسم أبرد؛ وهي من تلقاء نفسها لا تجري إلا نازلة، من الساخن إلى البارد، وتقف حين تلتقي درجتا [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat).

**تمرين 34.2 ★.**

“أغلق الباب، فأنت تُدخل البرد!” أعد كتابة جملة الجدّة كما يكتبها كتاب فيزياء.

**حل التمرين 34.2.**

“أغلق الباب، فأنت تُخرج حرارتنا!” — فالبرد لا يدخل؛ إنما [حرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) البيت تجري خارجة نحو الشارع الأبرد.

**تمرين 34.3 ★.**

صنّف إلى مسارب سريعة ومسارب بطيئة [للحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat): مقلاة نحاسية؛ وشاح صوفي؛ ملعقة فولاذية؛ [هواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) ساكن؛ ملعقة خشبية؛ لحاف ريش.

**حل التمرين 34.3.**

المسارب السريعة: المقلاة النحاسية، والملعقة الفولاذية. والمسارب البطيئة: الوشاح الصوفي، [والهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) الساكن، والملعقة الخشبية، ولحاف الريش.

**تمرين 34.4 ★.**

لماذا تكون قيعان المقالي معدنية ومقابضها بلاستيكية أو خشبية؟ أجب بالمسارب.

**حل التمرين 34.4.**

لا بدّ أن يكون القاع مسربًا سريعًا يندفع [بحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) الموقد إلى الطعام؛ ولا بدّ أن يكون المقبض مسربًا بطيئًا يُبقي تلك [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) نفسها بعيدًا عن يدك. أداة واحدة وموهبتان، كل واحدة في موضعها.

**تمرين 34.5 ★.**

أخيرًا، بكلماتك أنت: لماذا يبدو المعدن أبرد من الخشب عند [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) نفسها؟ وما الذي يقيسه الجلد حقًّا؟

**حل التمرين 34.5.**

كلاهما عند [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) نفسها، لكن المعدن مسرب سريع: فيخطف [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) من يدك الأدفأ خطفًا، والخطف هو الإحساس “الجليدي”. فالجلد يقيس سرعة فقدانه هو [للحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat)، لا [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature).

**تمرين 34.6 ★.**

في سباق التبريد، لماذا يجب أن يكون الكوبان متماثلين وأن يبدآ ساخنين بالتساوي؟ وأيّ فرق واحد تختبره التجربة؟

**حل التمرين 34.6.**

السباق العادل لا يغيّر إلا شيئًا واحدًا — هو اللفّ. فالكوبان المتماثلان [والحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) الابتدائية المتساوية والغرفة نفسها تضمن أن يكون الوشاح وحده تفسيرَ أي فرق بين المنحنيين.

**تمرين 34.7 ★.**

اقرأ بيان التبريد: عند أيّ [درجة حرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) تقريبًا يقف كل كوب بعد $15$ دقيقة؟ وإلى أيّ [درجة حرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) يتّجه المنحنيان، ولماذا؟

**حل التمرين 34.7.**

بعد $15$ دقيقة: الكوب الملفوف عند نحو $41\,{}^{\circ}\mathrm{C}$، والعاري عند نحو $30\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. ويتّجه المنحنيان إلى $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ في الغرفة: فالجريان يستمرّ حتى تلتقي درجتا [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat)، والعزل لا يُبطئ إلا الرحلة.

**تمرين 34.8 ★.**

لماذا ينفش العصفور نفسه كرةً على سلك متجمّد؟ وسمِّ ثلاثة اختراعات بشرية تلعب الورقة نفسها.

**حل التمرين 34.8.**

الريش المنفوش يحبس بطّانية سميكة من [الهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) الساكن — بطل المسارب البطيئة — حول جسم الطائر الدافئ. والورقة نفسها: ثياب الصوف، ولحف الريش، والنوافذ المزدوجة (أو الفليس، والجدران المعزولة).

**تمرين 34.9 ★★.**

الترمس نفسه يُبقي الشوكولاتة ساخنة في كانون الثاني والليموناضة باردة في تموز. اشرح كيف يقوم جهاز واحد بالعملين — ماذا يفعل الترمس حقًّا، وبأيّ شيء؟

**حل التمرين 34.9.**

الترمس لا يصنع [حرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) ولا بردًا: إنما يُغلق مسارب [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) — خلاء بين جداريه، ولمعان يردّ التوهّج. ففي كانون الثاني يُبطئ هرب [حرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) الشوكولاتة إلى الخارج؛ وفي تموز يُبطئ زحف [حرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) الصيف إلى الداخل. جهاز واحد وفي الاتجاهين، لأنه لا يدير إلا الجريان.

**تمرين 34.10 ★★.**

تلفّ بائعة مثلّجات أوعيتها ببطّانيات صوفية سميكة في يوم حارّ، فيضحك زبون: “الصوف لإبقاء الأشياء دافئة!” دافع عن البائعة بما في [الملاحظة 34.10](#rem-g5-heat-and-insulation-coat) — في أيّ اتجاه تحاول [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) أن تجري، وماذا يفعل بها الصوف؟

**حل التمرين 34.10.**

في يوم حارّ تحاول [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) أن تجري من [الهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) الدافئ *إلى* الأوعية الباردة. فيحوّل الصوف ذلك الجريان الداخل إلى قطرات — وهو الإبطاء نفسه الذي يؤدّيه حول جسم دافئ. والعزل لا يحابي أحدًا؛ والبائعة، لا الزبون، هي التي فهمته.

**تمرين 34.11 ★★.**

بيتان في الشتاء نفسه: أحدهما بنوافذ مفردة والآخر بنوافذ مزدوجة. اشرح بالمسارب [والهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) المحبوس لماذا يحرق البيت ذو النوافذ المزدوجة وقودًا أقلّ — ولماذا يظلّ محتاجًا، وفق [الملاحظة 34.7](#rem-g5-heat-and-insulation-onlyslows)، إلى *بعض* التدفئة.

**حل التمرين 34.11.**

النافذة المزدوجة تسجن طبقة من [الهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) الساكن — وهي مسرب بطيء — بين لوحيها، فتتسرّب [حرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) البيت قطرةً قطرة حيث تدعها النافذة المفردة تنساب. [وحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) هاربة أقلّ تعني وقودًا أقلّ لتعويضها. لكن العزل لا يُبطئ الجريان النازل إلا إبطاءً، ولا يوقفه أبدًا: فبعض [الحرارة](#def-g5-heat-and-insulation-heat) يتسرّب دائمًا نحو الشتاء، وعلى المدفأة أن تواصل تعويضه.