شاه کلید نکات
شاه کلید سوال
![[شاه کلید مای درس] | انواع دماسنج](https://dl.my-dars.com/upload/image/01 (9)1720645563.jpg)
دما کمیتی است که میزان گرمی و سردی اجسام را مشخص می کند.
ساده ترین و رایج ترین نوع دماسنج، دماسنج های جیوه ای و الکلی است.
هر مشخصه قابل اندازه گیری که با گرمی و سردی جسم تغییر می کند. کمیت دماسنجی می گویند.
چند مثال از کمیت دماسنجی
ارتفاع مایع، فشار، حجم، رنگ، جریان الکتریکی و ... .
به مجموع انرژی های جنبشی و پتانسیل مولکولی تمام ذره های جسم، انرژی درونی گفته می شود.
متناسب با انرژی جنبشی متوسط مولکول های سازنده ی آن است.
انرژی درونی به جرم و دمای جسم وابسته است.
وقتی دمای جسمی کاهش یا افزایش می یباد، انرژی درونی آن کاهش یا افزایش یافته است.
در تغییر حالت های جسم (ذوب، تبخیر) انرژی درونی جسم تغییر می کند، اما دمای جسم تغییر نمی کند.
دماسنج های معمولی بر اساس انبساط و انقباض مایع درون دماسنج (جیوه و الکل) است.
دمای یخ خالص در حال ذوب و دمای جوش آب خالص، هر دو در فشار یک اتمسفر به عنوان نقاط ثابت دماسنجی در مقیاس سلسیوس انتخاب شده اند و به آن ها به ترتیب دمای صفر و صد نسبت داده شده است. درجه ی سلسیوس را با نماد (\({}^0C\) ) نشان می دهیم.
در SI یکای دما برحسب کلوین است که با نماد K نمایش داده می شود، دما برحسب کلوین را با نماد (T) و برحسب درجه سلسیوس را با نماد (\(\theta \)) (تتا) نشان می دهیم.
\({T_{\left( k \right)}} = {\theta _{\left( {{}^0C} \right)}} + 273\)
صفر کلوین معادل \( - 273{}^0C\) است.
پایین ترین دمای ممکن که برابر \( - 273{}^0C\) است را صفر مطلق می گویند.
مقایسه سه یکای دماسنجی: سلسیوس، فارنهایت و کلوین
مقایسه یکاهای فارنهایت، سلسیوس و کلوین
رابطه بین یکای سلسیوس و یکای فارنهایت
\({F_{\left( F \right)}} = 1/8{\theta _{\left( {{}^0C} \right)}} + 32\)
مثال
\(27{}^0C\) چند کلوین و چند درجه فارنهایت است؟
\(\begin{array}{l}\theta = {27_{\left( {{}^0C} \right)}}\\T = ?\\F = ?\\{T_{\left( K \right)}} = {\theta _{\left( {{}^0C} \right)}} + 273 \to T = 27 + 273 \to T = 300K\\{F_{\left( F \right)}} = 1/8{\theta _{\left( {{}^0C} \right)}} + 32 \to F = 1/8 \times 27 + 32 \to F = 80/6F\end{array}\)
1) صفر کلوین کمترین دمای ممکن است یعنی در مقیاس کلوین دمای منفی ندارد.
2) تغییر دما در مقیاس سلسیوس با تغیر دما در مقیاس کلوین برابر است:
\(\Delta {T_K} = \Delta {\theta _{{}^0C}}\)
3) در دمای صفر کلوین انرژی جنبشی و انرژی درونی ذرات به کمترین مقدار خود می رسد. اما برابر صفر نیست.
1 اگر دما یک درجه سلسیوس تغییر کند. در درجه بندی فارنهایت \(1/8{}^0F\) تغییر خواهد کرد.
2 در دمای \(F \approx - 12/3{}^0F\) یکای فارنهایت نصف عدد دمای سلسیوس است.
اگر دماسنجی وجود داشته باشد که نقطه ذوب یخ را با a و نقطه جوش آب را با b نشان دهد. برای مدرج کردن آن بایستی فاصله بین این دو مقدار را به b-a قسمت مساوی تقسیم کنیم. حال می خواهیم بدانیم این دماسنج دمایی را که دماسنج سلسیوس برابر \(\theta \) نشان می دهد، چقدر (X) نشان خواهد داد؟
\(\frac{{x - a}}{{b - a}} = \frac{{{\theta _{\left( {{}^0C} \right)}} - 0}}{{100 - 0}}\)
مثال
دماسنجی که دمای نقطه ی ذوب یخ را 20- و دمای نقطه ی جوش آب را 105 درجه نشان می دهد، دمای یک محیط را 5 درجه نشان می دهد. دماسنجی که برحسب درجه ی سلسیوس درجه بندی شده است. دمای این محیط را چند درجه نشان می دهد؟
\(\frac{{x - {x_1}}}{{{x_2} - {x_1}}} = \frac{{\theta - {\theta _1}}}{{{\theta _2} - {\theta _1}}} \to \frac{{5 + 20}}{{105 + 20}} = \frac{{\theta - 0}}{{100 - 0}} \to \frac{{25}}{{125}} = \frac{\theta }{{100}} \to \theta = 20{}^0c\)
وسیله ای برای اندازه گیری دماست که بر اساس تغییر ولتاژ ناشی از اختلاف دمای دو سر دار تشکیل دهنده ی آن کار می کند.
ساختمان ترموکوپل
دو سیم فلزی غیر همجنس مانند مس و کنستانتان از یک و در ظرف مخلوط آب و یخ با دمای ثابت صفر درجه نگه داشته شده اند و از طرف دیگر به جسمی با دمای مجهول متصل اند. و به وسیله دو سیم مسی به ولت سنج بسته می شوند. با افزایش دمای مجهول ولتاژ دو سر سیم های غیر هم جنس افزایش می یابد. با اندازه گیری ولتاژ مربوط به هر دما می توان دمای مجهول را مشخص کرد.
