oF
oC
ویکی واژه هواشناسی
 

تعریف دما

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

یکاهای اندازه‌گیری

یکاهای گوناگونی برای اندازه گیری دما تعریف شده‌اند. تفاوت یکاهای مختلف، در دو عامل نقطه صفر یکا و نرخ تغییر واحد یا درجه هر یکا است.

سلسیوس

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

فارنهایت

فارنهایت با نماد F°، یکای دیگری برای اندازه‌گیری دما است که در گذشته، در بسیاری از کشورها به کار گرفته می‌شد و اکنون در کشورهای اندکی از جمله ایالـات 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 آمونیومـ کلرید (که مقدار آن برابر ۱۷٫۷۸- سلسیوس است). همـ‌چنین 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.

کلوین

یکای اصلی سیستمـ 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) باز می‌ایستند. نرخ تغییرات کلوین، معادل با درجه سلسیوس است و صفر آن برابر ۲۷۳٫۱۵- درجه سلسیوس می‌باشد.

روابط میان یکاهای مختلف اندازه‌گیری دما

رابطه‌های زیر میان یکاهای متداول اندازه‌گیری دما وجود دارد:

  • K] = [°C] + ۲۷۳٫۱۵]
  • °F]= ۱٫۸ [°C] + ۳۲]

رویکرد ترمودینامیکی به دما

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

مقیاس‌های تجربی

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 بالـاتر از نقطه جوش و پایین‌تر از نقطه ذوب جیوه را نشان دهد. زیرا در چنین دماهایی گذار فاز جیوه رخ می‌دهد. همـ‌چنین در بعضی از مواد، با افزایش دما به جای افزایش حجمـ، کاهش حجمـ انجامـ می‌شود.

مقیاس‌های نظری

مقیاس‌های نظری بر پایه پارامترهای نظری از جمله ترمودینامیک و مکانیک کوانتومـ 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 حجمـ و جرمـ 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 جسمـ سیاه سه‌بعدی ایده‌آل می‌تواند مقدار دقیق دما را به دست دهد، زیرا بسامد بیشینه طیف تابیده از یک جسمـ سیاه، نسبت مستقیمـ با دمای جسمـ سیاه دارد.

برخی از دماهای مهم


موضوع دما بر حسب درجه سلسیوس
۱ نقطهٔ جوش هیدروژن مایع ۲۳۵-
۲ نقطهٔ انجماد الکل ۱۱۶-
۳ نقطهٔ انجماد جیوه ۳۹-
۴ نقطهٔ جوش اکسیژن مایع ۳۲-
۵ نقطهٔ ذوب یخ ۰
۶ دمای بدن انسان سالم ۳۷
۷ نقطهٔ جوش الکل ۷۹
۸ نقطهٔ جوش آب ۱۰۰
۹ نقطهٔ جوش جیوه ۳۵۷
۱۰ نقطهٔ ذوب طلـا ۱۰۶۷
۱۱ دمای هستهٔ زمین ۳۷۰۰
‍۱۲ دمای سطح خورشید ۵۷۰۰

 

1 مورتیمر، شیمی عمومی ۱، ۵۲.
2 مورتیمر، شیمی عمومی ۱، ۵۳.

 

مورتیمر، چارلز. شیمی عمومی ۱. ترجمهٔ عیسی یاوری. نشر علومـ دانشگاهی، ۱۳۸۱.


    ویکی واژه تصادفی

    سایکرومتر چیست؟

    WEATHERFA.ir: هواشناسی ایران، پیش بینی وضع هوا، سایت هواشناسی، بارش باران، آب و هوا
    کلیه حقوق سایت محفوظ است. استفاده از مطالب اين سايت با ذكر منبع (لينك سايت) مجاز است. ارتباط با ما
    طراحى و پشتيبانى توسط: شركت شبكه نگاه