تبلیغات
فیزیک - دما و گرما
فیزیک



دما و گرما

دما

دما یكی از عناصر اساسی شناخت هوا می باشد، با توجه به دریافت نامنظم انرژی خورشیدی توسط زمین، دمای هوا در سطح زمین دارای تغییرات زیادی است كه این تغییرات به نوبه خود سبب تغییرات دیگری در سایر عناصر هوا می گردد. دمای هوا را به وسیله دماسنج اندازه گیری می كنند.

 دماسنجی

 دانش اندازه گیری دما را دماسنجی می نامند. این عمل با وسیله ای به نام دماسنج انجام می گیرد.

دماسنجی بر چه اساسی صورت می گیرد؟

تغییر دمای اجسام و مواد مختلف می تواند باعث تغییر طول، حجم، رنگ و یا سایر ویژگی های فیریكی آن شود. تغییرات این كمیتها می تواند معیاری برای اندازه گیری دما باشد. مثلاً اكثر مایعات بر اثر افزایش دما منبسط می شوند و از این خاصیت در ساختن دماسنج های جیوه ای یا الكلی استفاده می شود.

ساختمان یك دماسنج جیوه ای یا الكلی ساده چگونه است؟

این دماسنج ها مطابق شكل زیر از یك لوله شیشه ای باریك سربسته( خالی از هوا) متصل به یك مخزن تشكیل شده اند. مخزن پر از جیوه( یا الكل) است. با بالا رفتن دمای مایع درون مخزن، حجم آن بیشتر می شود( انبساط می یابد) و مایع در لوله باریك بالا می رود و سطح بالایی آن در ارتفاع بالاتری قرار می گیرد. از ارتفاع مایع در لوله باریك می توان برای اندازه گیری دما استفاده كرد، زیرا هرچه دما بالاتر باشد، ارتفاع مایع بیشتر و هر چه دما كمتر باشد، ارتفاع مایع كمتر است.


انواع دماسنج ها


)Thermometer1-دماسنج معمولی(استاندارد)(
این دماسنج یك لوله بسیار باریك شیشه ای مسدود است كه در انتهای آن محفظه ای تعبیه و از جیوه یا الكل پر شده است. در داخل لوله دماسنج خلاء كامل وجود دارد. گرم و سرد شدن مخزن باعث گرم و سردشدن مایع درون مخزن شده و متعاقب آن باعث بالا و پایین رفتن مایع در داخل مخزن شیشه ای می شود، با مشاهده سطح مایع در داخل لوله دماسنج و قرائت عددی كه روی بدنه شیشه نوشته شده است دمای هوا در آن لحظه مشخص می شود.

2- دماسنج حداکثر(Max-Thermometer)

اغلب نیاز است علاوه بر دمای معمولی هوا حداكثر دمایی كه در طول یك دوره معین مثلاً یك شبانه روز اتفاق افتاده است نیز اندازه گیری و تثبیت شود به این منظور از دماسنج حداكثر استفاده می كنند. این نوع دماسنج با یك تفاوت جزیی تقریبا مشابه دماسنج های معمولی است به این صورت كه لوله مویین آن در محلی كه به مخزن منتهی می شود بسیار باریك شده است. هنگامی كه دما زیاد می شود جیوه داخل مخزن منبسط شده و نیروی حاصل می تواند باعث راندن جیوه از داخل مجرای باریك بالای مخزن به قسمت بالای لوله گردد به این ترتیب ارتفاع جیوه در داخل مخزن بالا می رود و با كاهش دما مایع داخل مخزن منقبض می شود ولی باریك بودن لوله از برگشت مایع به داخل مخزن جلوگیری می كند و سطح مایع در داخل لوله در محلی كه بالاترین دمای قبلی اتفاق افتاده است باقی می ماند بنابراین سطح فوقانی جیوه نشان دهنده حداكثر دمای اتفاق افتاده است.

3-دماسنج حداقل (Minimum Thermometer)
دماسنج های حداقل برای تثبیت پایین ترین دمای اتفاق افتاده در یك دوره معین به كار می رود دماسنج های حداقل مشابه دماسنج های معمولی است با این تفاوت كه مایع داخل مخزن این نوع دماسنج به جای جیوه از مایعات رقیق تر مانند الكل استفاده می شود. به علاوه در داخل لوله مویین یك سوزن شیشه ای كه دو سر آن گرد می باشد رها گردیده كه به عنوان شاخص از آن استفاده می شود، وقتی دمای هوا كاهش می یابد با انقباض مایع سطح بالای الكل در داخل لوله مویین با اعمال نیروی كشش سطحی شاخص سوزنی را نیز به طرف پایین مخزن حركت می دهد با افزایش دما مجدداً الكل در داخل لوله مویین از اطراف سوزن عبور كرده و به طرف بالا صعود می كند اما سوزن در پایین ترین محلی كه قبلا در اثر كشش سطحی پایین آمده بود باقی می ماند.

بنابراین قسمت بالایی شاخص شیشه ای پایین ترین دمایی را كه اتفاق افتاده است نشان می دهد در حالی كه انتهای سطح الكل در بالای لوله دمای لحظه ای هوا را نشان می دهد.

4-دماسنج حداقل-حداکثر(Min-Max Thermometer)

این دماسنج تركیبی از دو دماسنج حداقل و حداكثر می باشد، این دماسنج از یك لوله شیشه ای U شكل ساخته شده است كه دو انتهای آن مسدود می باشد. قسمت پایینی لوله U شكل با جیوه پر شده است. علاوه بر جیوه قسمت بالایی لوله قسمت چپ به طور كامل از الكل پر شده است اما نصف حجم لوله سمت راست كه انتهای آن به صورت یك مخزن گشاد شده می باشد از الكل پر شده است و نصف دیگر آن از یك نوع گاز پر شده است. در بالاترین سطح جیوه و در داخل الكل در هر دو ستون شاخص های شیشه ای رنگی كه یك سوزن در وسط آن تعبیه شده است وجود دارد در اثر گرم و سرد شدن و متعاقب آن انبساط و انقباض سطح جیوه بالا و پایین می رود. بالاترین حدی كه جیوه در شاخه سمت چپ بالا رفته است دمای حداقل و بالاترین حدی كه جیوه در شاخه سمت راست بالا رفته دمای حداكثر را نشان می دهد

Thermographدمانگار (-5)

دمانگار یك وسیله كاملاً مكانیكی است و با استفاده از یك عنصر فلزی كه انحنای آن با دما تغییر می كند ساخته شده است یك طرف عنصر فلزی حساس به تغییرات دما كه دارای انحنا می باشد به بازوی اهرم طویل و متحركی بسته شده است كه این بازو ممكن است مستقیماً دما را از روی یك مقیاس ساده درجه بندی شده نشان دهد و یا اینكه انتهای بازو به یك قلم ثبات متصل گردد. با تغییر دمای هوا انحنای فلز تغییر می كند و این امر با توجه به نحوه تغییرات دما باعث انحراف قلم در انتهای بازوی مكانیكی به طرف بالا و پایین در روی كاغذ گراف می گردد و دماها ثبت می شوند.

عوامل تغییر دما را عبارتند از: 

فصول و طول روز 
 روزهای تابستان گرمتر هستند زیرا خورشید در ارتفاع بالاتری در آسمان قرار دارد و طول روز بیشتر است.
روزهای زمستان سردتر هستند زیرا خورشید در ارتفاع پایین تری در آسمان قرار دارد و طول روز کوتاهتر است.



جریان های اقیانوسی
 جریان های آب گرم اقیانوسی،به عنوان مثال جریان آب گرم گلف استریم که موجب می شود آب های گرم استوایی به عرض های جغرافیایی بالاتر جابه جا شده و در نتیجه به عنوان مثال، هوای زمستانی در سواحل انگلستان گرم تر باشد.   
جریان های آب سرد اقیانوسی، برای مثال جریان های ایسلندی که آب سرد قطبی را به شرق کانادا می برد و موجب می شود دمای زمستانی ایالت متحده سردتر باشد.



باد
 سیستم جهانی باد، گرما و رطوبت را از عرض های جنب حاره ای به طرف عرض های جغرافیایی بالاتر انتقال می دهد. گرمای نهان تبخیر، هنگامی که هوای منقبض به طرف عرض جغرافیایی بالاتر می رود و چگالش روی می دهد، کاهش می یابد.


عرض جغرافیایی
 زاویه تابش خورشید با افزایش مسافت از استوا بزرگ تر می شود از این رو انرژی خورشیدی در ناحیه بزرگتری منتشر می گردد، در نتیجه میزان گرما کاهش می یابد.


خشکی ها
 زمین به سرعت گرم شده و به سرعت نیز سرد می گردد. درحالی که آب به کندی گرم شده و به کندی سرد می شود. این موجب می شود نواحی قاره ای افزایش دمایی زیادی داشته باشند در حالی که نواحی ساحلی کاهش دمایی بسیار زیادی دارند.


ارتفاعات
 اتمسفر در ارتفاعات بالاتر، نازک تر می شود. به ازای هر 100متر که از سطح زمین بالا می رویم دما 1 درجه سانتی گراد کاهش می یابد.


پوشش ابر
 ابرها، تابش های موج بلند صادر شده از زمین را به زمین منعکس می نمایند که این موجب می شود دما پایدارتر مانده و کمتر نوسانات بزرگ نماید.


مشخصه های سطوح

 سطوح متفاوتند:
زمین های فاقد پوشش به سرعت گرم و به سرعت سرد می شوند. در صورتی که زندگی گیاهی موجب ایجاد سایه ها شده و در نتیجه دما را معتدل می سازد.
آب نیز به کندی گرم می شود و گرما را در خود نگه می دارد.

جهت گیری دامنه ها
 دامنه های آفتاب گیر گرمای بیشتری را نسبت به دامنه های که در مقابل تابش مستقیم آفتاب قرار ندارند، دریافت می کنند.
نیمکره شمالی دامنه های جنوبی از دامنه های شمالی گرم ترند.






 




گرما چیست؟

 تعریف:  گرما مقدار انرژی است كه به دلیل اختلاف دما، بین یك جسم و جسم دیگری كه با آن در تماس است، مبادله می شود.

مثلاً اگر جسم داغی را در داخل یك ظرف آب بیاندازیم دمای آب بالا می رود ولی دمای جسم كاهش می یابد. در اینجا انرژی درونی آب  افزایش یافته ولی انرژی درونی جسم كاهش پیدا كرده است. یعنی مقداری از انرژی جسم به آب منتقل شده است.

تذكر: 1- در تماس دو جسم و انتقال گرمابین آنها، تغییر انرژی جسم ها یكی است. یعنی همانقدر كه جسم اول انرژی می دهد، جسم دوم به همان اندازه انرژی به دست می آورد. اما در این مورد تغییر دمای جسم ها لزوماً یكی نیست یعنی مثلاً اگر دمای جسم گرم در حین تماس 50 درجه سلسیوس كاهش یابد دمای جسم سرد ممكن است   10  درجه سلسیوس افزایش پیدا بكند.

2- در انتقال گرما بین دو جسم اختلاف دما بین آن دو مهم است نه اختلاف بین انرژی های درونی آنها. یعنی گرما می تواند از جسمی كه دمای بیشتر اما انرژی درونی كمتری دارد به جسمی كه دمای كمتر ولی انرژی درونی بیشتری دارد منتقل شود. مثلاً اگر یك میله داغ را وارد آب یك استخر بكنیم با آنكه انرژی درونی آب استخر به دلیل جرم زیاد آن خیلی بیشتر از انرژی درونی میله است، اما گرما از میله به آب استخر منتقل می شود.

رسانش گرما

 تعریف: اگر بین دو نقطه از یك جسم، اختلاف دمایی به وجود آید، گرمای درون جسم از بخش با دمای بالاتر به بخش با دمای پایین تر شارش می كند. این نوع شارش یا انتقال گرما را رسانش می گوییم.

مثلاً اگر یك سر میله ای فلزی را بر روی شعله بگیریم، بزودی انرژی گرمایی از طریق مولكولهای میله به انتهای دیگر آن نیز منتقل می شود و آنرا گرم می كند. رسانش گرما معمولاً در جامدات و به خصوص فلزات صورت می گیرد.





جمعه 4 اردیبهشت 1388 توسط فرزانه شکور | نظرات ()



پست الکترونیک
تماس با مدیر
RSS
ATOM
فرزانه شکور
خوش آمدید!!!
السلام علیک یا علی بن موسی الرضا
فیزیک دبیرستان محمدیان کاشان
مجله فیزیک
همه پیوندها
خرداد 1388
اردیبهشت 1388
فروردین 1388
تاریخچه فیزیک
دانشمندان
سرعت و حرکت
دما و گرما
فیزیک فضا
آشنایی با فیزیک اتمی
گالری عکس
آیا می دانید که
نمکدان
لیست آخرین مطالب
نظرتون درباره وبلاگم چیه؟





بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :

JavaScript Codes

انواع کـد های جدید جاوا تغیــیر شکل موس

JavaScript Codes

JavaScript Codes Script Menu

قالب وبلاگ

سایت بهاربیست

قالب وبلاگ



{--------}