تعتبر الطاقة واحدة من أهم المفاهيم في الفيزياء والكيمياء، ومعرفة كيفية قياسها أمر بالغ الأهمية لفهم العديد من الظواهر الطبيعية والعلمية المختلفة. هناك عدة وحدات قياس تستخدم لقياس الطاقة اعتمادًا على سياق الاستخدام والتجربة المعنية. سنتناول هنا الوحدات الأكثر شيوعاً وهي الجول والسعرات الحرارية وكيف يمكن ربطهما بفروع الديناميكا الحرارية.

الجول والمختصر له J هو الوحدة الأساسية لقياس الطاقة بموجب النظام الدولي للوحدات (SI). تم تسميته تكريمًا لجيمس بريسكوت جول، العالم البريطاني الشهير. يحتوي الجول الواحد على مقدار معين من الشغل المبذول عند تطبيق قوة مقدارها نيوتن واحد لمسافة متر واحد في اتجاه موازي لتلك القوة. بشكل عام، يعد الجول الوحدة المناسبة لأغراض علمية عامة واستكشاف ميكانيكي كالطاقة الحركية والكهربائية وغيرها الكثير.

على الجانب الآخر، نجد السعر الحراري والذي يستخدم غالباً في مجالات مثل التغذية والأطعمة. وهو يقيس كمية الطاقة اللازمة لإحداث تغيير بنصف درجة مئوية في درجة حرارة كيلوجرام واحد من الماء تحت الضغط القياسي. السعر الحراري الكبير (大卡) يعادل حوالي 4184 جول تقريباً، بينما السعر الحراري الصغير (小卡) يساوي 1/1000 منه وبالتالي يساوي نحو 4.184 جول فقط.

يمكن الربط بين هذين النوعين من وحدات القياس بطرق مختلفة عبر فروع الديناميكا الحرارية. تُستخدم قوانين هذه الفروع أساساً لتحليل العمليات المتعلقة بالتغيرات الداخلية والخارجية للجسم أثناء انتقال الحرارة والشغل عليه وكيف يؤثر ذلك على حالته الوسطية. إذا نظرنا إلى تحويل الطعام داخل جسم الإنسان كمثال بسيط، فإن عملية الهضم تعد عملاً ديناميكياً حرارياً يتم خلالها تحرير طاقته الكيميائية المخزنة وتحويل بعض منها لحركة وهضم غذائي مما يوفر لنا القدرة على القيام بأنشطة بدنية متنوعة بناءً على احتياجات الجسم اليومية ونظام نظامه الغذائي الخاص بنا.

في الختام، إن القدرة على التفريق بين مختلف وحدات قياس الطاقة وفهم العلاقات التي تجمع بينها ودور الديناميكا الحرارية فيما يحدث حولنا يومياً يساعد كثيرا في اكتساب معرفة أعمق بكثير بشأن عالمنا الفيزيائي الغني بتفاعلاته المعقدة ولكن الجميلة أيضاً!