برای اندازه گیری دما از چه درجه ای استفاده میشود

برای اندازه گیری دما از چه درجه ای استفاده میشود را از سایت هاب گرام دریافت کنید.

دما

دما، یک کمیّت فیزیکی و نسبی است که میزان گرمی و سردی را مشخص می‌کند و با دماسنج قابل اندازه‌گیری است. اگر دو جسم دارای دمای متفاوت باشند، گرما از جسم با دمای بیشتر به جسم با دمای کمتر منتقل می‌شود تا هنگامی که دمای دو جسم به تعادل برسد.^[۱]

ممکن است در جابه‌جایی گرمایی، جسم دارای دمای بیشتر، مجموع انرژی گرمایی کمتری داشته باشد، اما باز هم گرما از دست بدهد و جسم دارای دمای کمتر مجموع انرژی گرمایی بیشتری داشته باشد، اما باز هم گرما دریافت کند.

یکاهای گوناگونی برای دما تعریف شده‌اند. در دستگاه بین‌المللی از یکای کلوین استفاده می‌شود؛ ولی یکاهای دیگری مانند سلسیوس و فارنهایت رانکین نیز برای دما به کار می‌روند.

اندازه‌گیری دما با استفاده از دماسنج انجام می‌شود. انواع مختلف دماسنج وجود دارند که از روش‌های گوناگون برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌کنند. برای نمونه، اندازه‌گیری دما در دماسنج جیوه‌ای با بهره‌گیری از ویژگی انبساط گرمایی جیوه انجام می‌شود.

تغییر دمای یک جسم یا یک محیط مادی با فرایند تبدیل انرژی انجام می‌شود. برای نمونه، اتلاف انرژی مکانیکی در اثر اصطکاک منجر به افزایش دما می‌شود. از سوی دیگر، سرد کردن گازها با انبساط گاز (که انرژی گرمایی به کار تبدیل می‌شود) انجام می‌شود.

علم ترمودینامیک، به مطالعه فرایندهای مربوط به تغییرات دما می‌پردازد.

تعریف[ویرایش]

دما یک ویژگی ماده است که وابسته به انرژی گرمایی آن است. هر چه انرژی گرمایی ماده‌ای افزایش یابد، دمای آن نیز افزایش پیدا می‌کند. دما به عنوان میزان گرم بودن یک ماده تعریف می‌شود. به بیان دیگر، میان دو ماده با دمای متفاوت، ماده‌ای که گرمای بیشتری داشته‌باشد، دمای آن نیز بالاتر است. برای اندازه‌گیری دمای مواد، یکاهای مختلفی تعریف می‌شوند.

یکاهای دما[ویرایش]

یکاهای گوناگونی برای دما تعریف شده‌اند. تفاوت یکاهای مختلف، در دو عامل نقطه صفر یکا و مقیاس واحد (یا درجه) هر یکا است.

یکای سلسیوس که به افتخار آندرش سلسیوس نام‌گذاری شده و با نماد C° نشان داده می‌شود، متداول‌ترین یکای مورد استفاده در حال حاضر است. این یکا پیشتر با نام سانتی‌گراد شناخته می‌شد که ترکیب دو واژه سانتی (به لاتین: centum) (به معنی صد) و گراد (به لاتین: gradius) (به معنی درجه) است. مبنای این یکا، نقطه انجماد و جوش آب هستند. نقطه انجماد آب برابر دمای صفر درجه و نقطه جوش آن برابر دمای صد درجه سانتی‌گراد تعریف شده‌است.^[۲]

فارنهایت با نماد F°، یکای دیگری برای دما است که در گذشته، در بسیاری از کشورها به کار گرفته می‌شد و اکنون در کشورهای اندکی از جمله ایالات متحده آمریکا همچنان به عنوان یکای اصلی اندازه‌گیری دما به کار می‌رود. نقطه صفری که گابریل دنیل فارنهایت انتخاب کرد عبارت بود از دمای تعادل گرمایی مخلوطی با نسبت برابر از یخ، آب و آمونیوم کلرید (که مقدار آن برابر ۱۷٫۷۸- سلسیوس است). هم‌چنین دو نقطه مرجع دیگر را دمای تعادل گرمایی مخلوط آب و یخ (دمای صفر درجه سلسیوس) به معادل ۳۲ فارنهایت و دمای بدن انسان معادل ۹۶ فارنهایت در نظر گرفت. فارنهایت دریافت که دمای جوش آب با این یکا برابر ۲۱۲ درجه است.

یکای اصلی دما در سیستم متریک، کلوین با نماد K است و یکای مطلق دما نامیده می‌شود. زیرا نقطه صفر آن، صفر مطلق است و دمایی پایین‌تر از آن وجود ندارد. به عبارت دیگر، در صفر کلوین هیچ گرمایی وجود ندارد و ذرات ماده از حرکت (که نشان دهنده میزان انرژی گرمایی ذره است) بازمی‌ایستند. نرخ تغییرات کلوین، معادل با درجه سلسیوس است و صفر آن برابر ۲۷۳٫۱۵- درجه سلسیوس است. برخلاف دو یکای سلسیوس و فارنهایت که با درجه(°)مشخص می‌شوند، یکای کلوین فقط به صرف گفتن کلوین مشخص می‌شود. برای مثال ۲۷۳ «کلوین» معادل با ۰ «درجه سلسیوس» است.

روابط میان یکاهای مختلف دما[ویرایش]

رابطه‌های زیر میان یکاهای متداول دما وجود دارد:

رویکرد ترمودینامیکی به دما[ویرایش]

از نظر ترمودینامیکی، یکاهای اندازه‌گیری دما به دو دسته تقسیم می‌شوند:

مقیاس‌های تجربی[ویرایش]

بسیاری از مقیاس‌های اندازه‌گیری دما، به صورت تجربی و بر اساس اندازه‌گیری ویژگی‌های فیزیکی مواد، تعریف شده‌اند. برای نمونه، ارتفاع ستون جیوه در یک محفظه شیشه‌ای وابسته به دما است و این مطلب، پایه کاربرد دماسنج جیوه‌ای است. چنین ویژگی‌هایی دارای محدودیت هستند. برای نمونه، دماسنج جیوه‌ای نمی‌تواند دماهای بالاتر از نقطه جوش و پایین‌تر از نقطه ذوب جیوه را نشان دهد. زیرا در چنین دماهایی گذار فاز جیوه رخ می‌دهد. هم‌چنین در بعضی از مواد، با افزایش دما به جای افزایش حجم، کاهش حجم انجام می‌شود.

مقیاس‌های نظری[ویرایش]

مقیاس‌های نظری بر پایه پارامترهای نظری از جمله ترمودینامیک و مکانیک کوانتوم تعریف می‌شوند. در این مقیاس‌ها از ویژگی مواد و تجهیزات ایده‌آل استفاده می‌شود. برای نمونه، یکای استاندارد دما بر پایه فرایند چرخه ایده‌آل ماشین گرمایی کارنو است.

ماده ایده‌آلی که می‌تواند برای تعریف مقیاس‌های دما به کار رود، گاز کامل است. فشار یک توده گاز کامل با حجم و جرم ثابت، نسبت مستقیمی با دمای آن دارد. برخی از گازهای طبیعی در دمای معمول، ویژگی‌هایی نزدیک به گاز کامل دارند.

اندازه‌گیری طیف تابش الکترومغناطیسی از یک جسم سیاه سه‌بعدی ایده‌آل می‌تواند مقدار دقیق دما را به دست دهد، زیرا بسامد بیشینه طیف تابیده از یک جسم سیاه، نسبت مستقیم با دمای جسم سیاه دارد.

برخی از دماهای مهم[ویرایش]

جستارهای وابسته[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

منابع[ویرایش]

منبع مطلب : fa.wikipedia.org

مدیر محترم سایت fa.wikipedia.org لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

فارنهایت سانتیگراد کلوین واحدهای دما

فارنهایت سانتیگراد کلوین واحدهای دما

دما یکی ازویژگیهای ماده و معیاری برای سنجش میزان گرمی و سردی اجسام است که تمامابه انرژی درونی ماده بستگی دارد. بدین معنی که هرچه انرژی گرمایی اجسام بیشتر باشد دمای آنها بیشتر است.درنتیجه اجسام در دمای بالا گرم ودر دمای پایین سرد هستند.

جهت اندازه گیری واحدهای مختلف دما ازابزاری بنام دماسنج استفاده میشود. دماسنجها انواع گوناگونی دارند واز روشهای مختلفی جهت اندازه گیری دما استفاده میکنند. مانند دماسنج جیوه ای ویا الکلی که میزان انبساط مایع درون آن مبنای اندازه گیری دما میباشد.

برای دما نیز مانند هرویژگی دیگر ماده واحدهای اندازه گیری مختلفی تعریف شده مانند درجه سلسیوس یا سانتیگراد درجه فارنهایت و کلوین که درادامه توضیح مختصری دررابطه باهریک خواهد آمد.

درجه سانتیگراد

واحد اندازه گیری سلسیوس وبه سانتیگراد نیز معروفست توسط اندروش سلسیوس (Anders Celsius) ارائه شد.این واحد یکی از واحدهای اندازه گیری دما درسیستم SI بوده و بعنوان معیاری درسنجش دما دراکثر کشورهابه کار میرود. مبنای این واحد دما دو نقطه ذوب یخ بعنوان دمای صفر درجه و نقطه جوش آب بعنوان دمای 100درجه درفشار یک اتمسفر است. بدین ترتیب د سیستم دماسنجی براساس واحد سانتیگراد، فاصله دمایی میان نقطه انجماد و جوش آب صد درجه مساوی تقسیم میگردد.

درجه فارنهایت

فارنهایت واحد اندازه گیری دما درسیستم انگلیسی است وبه افتخار مبتکر آن گابریل دنیل فارنهایت (Daniel Gabriel Fahrenheit) نامگذار شده است. گرچه فارنهایت درگذشته واحد اندازه گیری رایج و متدوال دما بوده امادر حال حاضر کاربرد آن محدودتر ازگذشته بوده و فقط دربرخی کشور ها مانند ایالات متحده امریکا ازاین واحد اندازه گیری استفاده میشود .

در درجه فارنهایت سه نقطه مبنا جهت اندازه گیری دما وجود دارد. یکی دمای تعادل مخلوط آب و یخ و آمونیوم کلرید (NH₄Cl) بانسبت برابرکه معادل صفر درجه فارنهایت است و دومی دمای تعادل گرمایی مخلوط آب و یخ میباشدکه برابر 32 درجه فارنهایت درنظر گرفته میشود. دمای بدن انسان سالم نیز با 98.6 درجه فارنهایت سومین نقطه مرجع میباشد. بکمک تغییراتی که بعدها دانشمندان دراین مقیاس ایجاد کردند، نقطه ذوب یخ دقیقابرابر 32 درجه و دمای جوش آب برابر 212 درجه فارنهایت میباشد و فاصله میان این دو دما به 180 واحد مساوی تقسیم شده است.این تغییرات باعث شد تا دمای بدن انسان حدود 98 درجه فارنهایت درمدل اصلاح شده بدست آید.

یکای کلوین

کلوین (K) یکی ازهفت واحد اندازه گیری اصلی سیستم SI یا سیستم متریک است واین نام رابه احترام ویلیام تامسون (William Thomson) که بانام لُرد کلوین (Lord Kelvin) مشهوراست بر آن نهاده اند.

نقطه صفر در واحد اندازه گیری کلوین برابربا صفر مطلق است. دمای صفر مطلق باتوجه به نظریه‌های اثبات شده درمکانیک آماری و ترمودینامیک پایین ‌ترین دمای ممکن است. درواقع دراین دما آنتروپی و آنتالپی صفر شده و انرژی جنبشی ذرات حداقل میشود.به همین جهت کلوین را یک واحد اندازه گیری مطلق برای دما درنظر میگیرند. هریک واحد کلوین برابربا یک درجه سانتیگراد است و صفر کلوین برابربا 273.15- واحد کلوین میباشد. لازم بذکراست واحد اندازه گیری دیگری نیز بنام رنکین توسط دانشمندی باهمین نام ارائه شدکه مبنای آن صفر مطلق و فاصله درجات آن با فارنهایت یکسان بود.

فرمول تبدیل واحدهای دما

از آنجاکه واحدهای دما امروزه کاربرد بسیار زیادی درزندگی دارند لذا تبدیل واحدهای اندازه گیری دما به یکدیگر یکی ازمسایل مهم است.

برای تبدیل فارنهایت به سانتیگراد ویا تبدیل سانتیگراد به فارنهایت میتوانیداز فرمول زیر استفاده نمایید:

T_F=1.8×T_C+32

همچنین فرمول زیردر ارتباط با تبدیل کلوین به سانتی گراد و برعکس است:

T_C=T_K-273.15

با استفاده ازروابط فوق میتوان واحدهای مختلف دما را به یکدیگر تبدیل نمود.

منبع مطلب : www.bahesab.ir

مدیر محترم سایت www.bahesab.ir لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

جواب کاربران در نظرات پایین سایت

مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.

ناشناس : دماسنج