تحقیق در مورد دما و انرژی درونی وگرما

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 3 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

دما و انرژی درونی وگرما

حالتهای ماده

اثرتغییردمابرطول وحجم اجسام

انتقال گرما

قانون گازها

تمرینها

6-1-دما انرژی درونی و گرما

دما مفهومی اشناست.دما صرفا معیاری از گرمی یا سردی جسم است.با ابزاری که برای اندازه گیری دما به کار میرود  یعنی دما سنج  نیز اشناییم ,اما اگر بخواهیم به روابط ممکن بین خواص فیزیکی و گرمایی سیستم ها برسیم,باید درک خود را از دما,بیش از کلی گویی های صرف,گسترش دهیم.  در زمانهای قدیم مانند امروزه معمول بود که طبیب دست خود را بر پیشانی بیمار بگذاردتا شدت بیماری را تشخیص دهد . سرانجام طبیبان وسایلی متفاوت برای اندازه گیری دما ابداع کردند, که تمام انها بر اساس این واقعیت کار میکردند که مایعات و گازها بر اثر افزایش دما منبسط میشوند. اما این دماسنج های اولیه یکسان نبودند و مقایسه ی این دماهابا یکدیگر دشوار بود.   نخستین دما سنج قابل اطمینان جیوه ای را دانیل فارنهایت ساخت. او برای دو نقطه ثابت دماسنج خود      (0Fو100F) رابرگزید. که به ترتیب عبارتند از:((شدیدترین سرمایی که میتوان مصنوعا,بامخلوط کردن اب,یخ ونشادر و یا حتی نمک به دست اورد. و حد گرمایی که در خون شخصی سالم یافت میشود))     تکیه بر خواص فیزیکی ماده برای یافتن نقاط ثابت دماسنجی رانخستین بار اندرس سلسیوس پیش کشید.وی مقیاسی هم تهیه کردکه به نام خودش نامیده شد.سلسیوس فاصله ی دمایی بین ذوب یخ, یعنی صفر مقیاس سلسیوس و نقطه جوش اب درفشار جو(100C),رابهصد قسمت مساوی تقسیم کرد. چون در مقیاس فارنهایت نقطه ی ذوب یخ 32F است و اب در 212F میجوشد , 180درجه ی فارنهایت متناظر با 100 درجه ی سلسیوس است. به این ترتیب رابطه ی تبدیل این دو مقیاس عبارت است از : 273 + k =c .

 دماسنج جیوه ای

مشهورترین نوع دماسنج ,دماسنج جیوه ای است که بر اساس انبساط جیوه بر اثر افزایش دما کار میکند .این دماسنج حبابی دارد که تقریبا تمامی جیوه ی دماسنج داخل ان قرار دارد وبه لوله ای مویین متصل است. با انبساط جیوه ستون جیوه بالا میرود و این معیاری است برای دما سنجی.

دما با وسیله ای به نام دما سنج اندازه گیری میشود .روی همه ی دما سنج ها مقیاسی است که با خواندن ان ها دما را پیدا میکنیم .

برای اندازه گیری دمای یک جسم باید مخزن دماسنج را در تماس کامل با ان جسم قرار دهیم . همین امر باعث میشود انرژی گرمایی از جسمی که دمای بیشتری دارد به جسمی که دمای کمتری دارد منتقل شود تا دو جسم همدما شوند.در این صورت عددی که در مقابل سطح مایع درون لوله ثبت شده است برابر دمای جسم است .

یکای دما

دما را بر حسب یکا های مختلفی بیان میکنند. یکی از معمولترین یکاهای دما درجه ی سلسیوس یا سانتی گراد است که با c نمایش داده میشود.

برای نمایش دما بر حسب سلسیوس معمولا از حرف تتای یونانی استفاده میشود.

مقیاس دمای مطلق

برای دما حدّ بالایی وجود ندارد,مثلا دمای درون خورشید بیش از 15 میلیون درجه سلسیوس است .ستاره های دیگر نیز وجود دارند که دمای انها بیشتر از این است اما دما یک حدّ پایین وجود دارد .این دما تقریبا برابر 273- درجه ی سانتی گراد است که انرا صفر مطلق یا صفر کلوین مینامند .

مقیاس دمایی که صفر ان صفر مطلق است به افتخار ابداع کننده ی ان لرد کلوین ,مقیاس کلوین یا مقیاس مطلق خوانده میشود.

روش اندازه گیری دما

دما با وسیله ای به نام دما سنج اندازه گیری میشود .روی همه ی دما سنج ها مقیاسی است که با خواندن ان ها دما را پیدا میکنیم .

برای اندازه گیری دمای یک جسم باید مخزن دماسنج را در تماس کامل با ان جسم قرار دهیم . همین امر باعث میشود انرژی گرمایی از جسمی که دمای بیشتری دارد به جسمی که دمای کمتری دارد منتقل شود تا دو جسم همدما شوند.در این صورت عددی که در مقابل سطح مایع درون لوله ثبت شده است برابر دمای جسم است .

گرما و تعادل گرمایی

انچه در انتقال انرژی گرمایی از جسمی به جسم دیگر مهم است اختلاف دما بین دو جسم است .بنا بر قانون پایستگی انرژی ,انرژیی که جسم با دمای بالاتر از دست میدهدبرابر با انرژیی است که با دمایپایین تر میگیرد .

وقتی دو جسم همدما میشوند,مقدار انرژی گرمایی که یک جسم به جسم دیگر میدهد برابر است با مقدار انرژی گرمایی که جسم دوم به جسم اول میدهد.به عبارت دیگر مبادله ی انرژی گرمایی خالص بین دو جسم صفر است .در این حالت گفته میشود که دو جسم در تعادل یا تراز مندی گرمایی هستند.دمای مشترک بین دو جسم را دمای تعادل میگوییم.

دمای تعادل

هر گاه دو یا چند جسم با دما های متفاوت , با هم در تماس باشند , پس از گذشت مدی به تعادل گرمایی میرسند . یعنی همدمامیشوند زیرا همانطور که می دانیم اگردو جسم با دما های متفاوت را با هم تماس دهیم گرما از جسمی که دمایش بالاتر است به جسمی که دمایش پایینتر است شارش میکند تا اینکه دو جسم همدما شوند . این دما را دمای تعادل مینامیم.

با توجه به قانون پایستگی انرژی ,گرمایی که جسم با دمای بالاتر از دست میدهد برابر گرمایی است که جسم با دمای پایین تر می گیرد تا هر دو به دمای تعادل برسند.                                                                      تعبیر مولکولی دما                                                                 

بنابرنظریه ی جنبش مولکولی ماده از ذره های ریزی تشکیل شده است که با سرعت ها و در نتیجه انرژی های متفاوت در حرکت و جنبش اند .

مجموع انرژی های مولکولهای تشکیل دهنده ی هر جسم را انرژی درونی ان جسم مینامند .از جمله ی این انرژی ها , انرژی جنبشی ذره های تشکیل دهنده ی جسم است.

دمای هر جسم با انرژی جنبشی متوسط ذره های ان جسم متناسب است .به این بیان تعبیر مولکولی دما گفته میشود.

حالتهای ماده

ذوب

وقتی به یک جسم جامد گرما بدهیم ودمای ان افزایش مییابد.هنگامی که دمای جسم به مقدارمشخصی رسید دمای ان ثابت میماندو جسم شروع به ذوب شدن میکند این دمای مشخص را که به جسم و فشار وارد بر ان بستگی دارد نقطه ی ذوب مینامیم.

به طور کلی افزایش فشار بر جسم (به جز در چند مورد خاص)سبب بالارفتن نقطه ی ذوب میشود .در بعضی از جسم ها مانند یخ افزایش فشار وارد بر ان سبب کاهش نقطه ی ذوب میشود .

گرمای نهان ذوب

در شرایطی خاص دادن مقدار قابل توجهی گرما به جسم تغییری در دمای ان به وجود نمی اورد .

عمل ذوب گرماگیر است .گرمایی که جسم جامد در نقطه ی ذوب خود میگیرد سبب تغییر دما در ان نمیشود بلکه صرف تغییر حالت جسم خواهد شد ..از این رو به این گرما گرمای نهان ذوب میگوییم.

گرمای نهان ویژه ی ذوب یک جامد انرژی گرمایی لازم برای تبدیل یکای جرم ان , از جامد به مایع بدون تغییر دماست.بنا بر این گرمای لازم برای ذوب m کیلو گرم جامد از رابطه ی زیر به دست می اید Q=ml

انجماد

وقتی از یک مایع گرما بگیریم ,دمای ان کاهش می یابد هنگامی که دمای مایع به مقدار مشخصی رسید دمای ان ثابت می ماند و شروع به منجمد شدن می کند . این دمای مشخص را که به جنس مایع و فشار وارد بر ان بستگی دارد نقطه ی انجماد مینامند .

در شرایط یکسان هر جسم به هنگام انجماد همان قدر گرما از دست میدهد که به همگام ذوب می گیرد . در نتیجه گرمای نهان ی انجماد برابر منفی گرمای نهان ذوب است.

جوشیدن و تبخیر

گرمایی که یک مایع میگیرد سبب افزایش دمای ان می شود . اگر عمل گرمادهی به مایع ادامه یابد , هنگامیکه دمای مایع به یک مقدار مشخصی رسیددمای مایع دیگر تغییری نمی کند . به این دما که به جنس مایع و فشار محیط بستگی دارد نقطه ی جوش مایع میگوییم.

گرمایی که یک مایع در نقطه ی جوش خود میگیرد ,دمای ان را تغییر نمیدهد , بلکه صرف تغییر حالت مایع به بخار میشود .به این گرما گرمای نهان تبخیر میگوییم.

افزایش فشار وارد بر مایع سبب بالا رفتن نقطه ی جوش ان میشود .

میعان

اگر بخار یک مایع را سرد کنیم , یعنی از ان گرما بگیریم دمای ان کاهش مییابد . هنگامی که دمای بخار به مقدار مشخصی برسد دمای ان ثابت میماند و بخار شروع به مایع شدن میکند . این دمای مشخص را که به جنس بخار و فشار وارد بر ان بستگی دارد نقطه ی میعان مینامیم.

فرایند میعان وارون فرایند تبخیر است . گرفتن گرمای نهان تبخیر از بخاری که به نقطه ی میعان خود رسیده است انرا مایع میکند.

تبخیر سطحی

تبخیر سطحی و جوشیدن هر دو فرایند هایی هستند که مایع را به بخار تبدیل میکنند .ولی با این تفاوت که تبخیر در سطح مایع در هر دمایی صورت میگیردولی جوشیدن تنها هنگامی رخ میدهد که مایع به دمای معینی به نام نقطه ی جوش رسیده باشد.

هنگامی که مایعی در ظرفی در بسته مانند بطری دردار قرار دارد , فضای بالای مایع با بخار مایع پر میشود . بر اثر تبخیر مولکولهای مایع وارد فضای بالای مایع میشوند خواه این فضا دارای فضا باشد خواه نباشد.

کاری از : حسین خانی   آقاپور   بذرافشان