دما یکی از ویژگیهای ماده است که میزان گرمی و سردی آن را نشان میدهد و جهت جریان گرما را مشخص میکند. اگر دو جسم دارای دمای متفاوت باشند، انرژی گرمایی از جسم گرمتر به جسم سردتر منتقل میشود تا هنگامی که دمای دو جسم به تعادل برسد.
یکاهای گوناگونی برای اندازهگیری دما تعریف شدهاند. در دستگاه بینالمللی از یکای کلوین استفاده میشود؛ ولی یکاهای دیگری مانند سلسیوس و فارنهایت نیز برای اندازهگیری 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.
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 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 اندازهگیری
یکاهای گوناگونی برای اندازهگیری 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 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 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 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 ۱۷٫۷۸۸- 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 ۹۶۶ فارنهایت در نظر گرفت. فارنهایت دریافت که دمای جوش آب با این یکا برابر ۲۱۲ درجه است.
کلوین
یکای اصلی 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 ۲۷۳٫۱۵۵- درجه سلسیوس میباشد.
دماسنج، وسیلهای است که بر مبنای واحدهای مختلف دما را اندازه میگیرد. با استفاده از دماسنجها میتوان دما را اندازه گرفت. برای مثال میتوان دمایبدن خودرا اندازه بگیریم. دماسنجهای الکلی و جیوهای رایجترین دماسنجها هستند که با منبسط شدن جیوه یا الکل درون مخزنشان کار میکنند.
اندازهگیری دما توسط دماسنجهای جیوهای و الکلی برای دماهایی امکانپذیر است که بالاتر از نقطهٔ انجماد و پایینتر از نقطهٔ جوش مایع درون دماسنج باشد که معمولاً دماسنجهای الکلی دماهای +۷۸ الی -۱۶۵ را میتوانند نشان دهند و برای اندازهگیری دماهای بالاتر باید از دماسنجهای ترموکوپلی و آذرسنجها استفاده نمود.
شش نوع مهم دماسنج
- دماسنج گازی (خواص: تغییر فشار، تنظیم فشار)
- دماسنج مقاومت الکتریکی (خواص: تغییر مقاومت الکتریکی)
- ترموکوپل (خواص: نیروی محرکهٔ الکتریکی القایی)
- دماسنج بخار هلیوم (خواص: تغییر فشار)
- نمک پارا مغناطیس (خواص: خودگیری مغناطیسی)
- تابش جسم سیاه (خواص: گسیل تابنده)
فهرست مطالب:
دما چیست؟
چگونه آنرا اندازه گیری کنیم؟
عامل ایجاد دما
اولین اندازه گیر عملی دما
انواع اندازه گیری دما
اندازه گیری مکانیکی
حرارت سنج محتوی مایعات
حرارت سنج های فشار بخار
حرارت سنج های گازی
حرارت سنج های بی متال
اندازه گیری تشعشعی دما
پیرومترهای نوری
پیرومترهای تشعشعی
اندازه گیری الکتریکی دما
حرارت سنج های مقاومتی
حرارت سنج های ترمیستوری
حرارت سنج های اتصال PN
حرارت سنج های ترموکوپلی
پاورپوینت کامل با عنوان دما،سنسورهای دما و روش های اندازه گیری دما در 50 اسلاید
