دما و مقیاس های دما - آموزش تصویری - زبان ساده

1 - دما چیست؟

دما معیاری است که میزان گرمی و سردی اجسام را مشخص می‌کند.

می گوییم هر چه یک جسم گرم‌تر باشد، دمایش بیشتر است. این جمله چقدر مفهوم دما را بیان می کند. در زندگی روز‌مره کلمه دما به‌ طوردقیق به‌ کار برده نمی‌شود. مثلا اگر دمای چای، 40 درجه سلسیوس باشد می‌گوییم سرد شده است. ولی اگر دمای پیشانی یک شخص، 40 درجه سلسیوس باشد می‌گوییم داغ است و تب دارد. بنابراین، وقتی بدون ابزار و فقط با حس لامسه می‌گوییم گرم یا سرد به‌طور دقیق دما را مشخص نمی‌کنیم.

1. دما و گرما را اشتباه نکنید: گرما نوعی انرژی است  که به دلیل اختلاف دما منتقل می شود و برحسب ژول بیان می شود.
2. دما با انرژی درونی یکسان نیست. انرژی درونی مجموع انرژی های ذرات جسم است.
3. اگر انرژی درونی جسم افزایش یابد ممکن است دمای جسم افزایش یابد و یا افزایش نیابد. ( فصل قبل)

2 - نقطه ثابت پایینی و نقطه ثابت بالایی در مقیاس های دما

منظور از مقیاس دما این است که دما را با چه مبنایی مقایسه کنیم. مقیاس های زیادی وجود دارد. ما سه مقیاس سلسیوس( سانتیگراد) و کلوین و فارنهایت را بررسی می کنیم.

 در هر مقیاس دما، دو نقطه ثابت وجود دارد. نقطه ثابت پایینی: دمایی است که آب خالص در فشار 1atm شروع به یخ زدن می کند.  نقطه ثابت بالایی : دمایی است که آب خالص در فشار 1atm شروع به جوشیدن می کند. این نقاط در مقیاس های مختلف فرق می کند. مثلا آب در صفر درجه سلسیه یخ می زند. اما در32 در جه فارنهایت یخ می زند.

3 - مقیاس های دما

مقایسه سلسیوس و کلوین و فارنهایت(شکل روبرو):

1.  در مقیاس سلسیوس(یا سانتیگراد): نقطه ثابت پایینی 0 و نقطه ثابت بالایی 100 است. (بین این دو نقطه را به 100 قسمت تقسیم می کنند. و هر قسمت را یک درجه سلسیوس می گویند.
2. در مقیاس کلوین: نقطه ثابت پایینی 273 و نقطه ثابت بالایی 373 است. (بین این دو نقطه را به 100 قسمت تقسیم می کنند. و هر قسمت را یک کلوین می گویند.
3. در مقیاس فارنهایت: نقطه ثابت پایینی 32 و نقطه ثابت بالایی 212 است. (بین این دو نقطه را به 180 قسمت تقسیم می کنند. و هر قسمت را یک درجه فارنهایت می گویند.

به شکل دقت کنید، صفر کلوین همان صفر مطلق است. صفر مطلق، پایین ترین دمای ممکن است. در این دما، جنبش مولکول ها ناچیز است.

4 - چگونه مقیاس های دما را به هم تبدیل کنیم؟

1.   رابطه کلوین و سلسیوس: اگر به دمای سلسیوس عدد 273 را اضافه کنیم دمای کلوین به دست می آید.
2.   رابطه سلسیوس و فارنهایت: دمای سلسیوس را در 1/8 ( یک و هشت دهم) ضرب می کنیم و 32 به آن اضافه می کنیم( 1/8 همان کسر ⁹/₅  است).
3.   رابطه کلوین و فارنهایت: از دو رابطه بالا استفاده کنید. در واقع ابتدا به سلسیوس تبدیل کنید و سپس به فارنهایت یا کلوین تبدیل کنید.