برای دانلود 80 تست از دما و دماسنجی و انواع دماسنج ها اینجا کلیک کنید
گرما و دما دو کمیت مرتبط به یکدیگر در فیزیک هستند، اما هر دو دارای یک یک معنا نمی‌باشند. دما را نباید با گرما که شکلی از انرژی است اشتباه گرفت. دما میزان سرعت مولکول‌های یک جسم را نشان میدهد در حالی که گرما نه تنها نشان دهنده‌ی سرعت حرکت مولکول‌هاست بلکه تعیین‌کننده تعداد مولکول‌هایی است که تحت تاثیر آن قرار گرفته‌اند.
به زبان ساده‌تر دما معیاری است که میزان سردی یا گرمی اجسام را نشان میدهد اما گرما مقدار انرژی است که به سبب اختلاف دما بین دو جسم ردو بدل میشود.
مقیاسهای دما:
برای اندازهگیری دما لازم است مقیاس دمایی داشته باشیم و برای این کار می توانیم از هر مشخصه قابل اندازهگیری بهره بگیریم که با گرمی و سردی جسم تغییر میکند. به این ویژگی، اصطلاحاً ّ کمیت دماسنجی میگویند. تغییر کمیت دماسنجی، اساس کار دماسنجهاست. سادهترین و رایجترین نوع دماسنج، دماسنجهای جیوهای و الکلی است. در این دماسنج ّ ها، کمیت دماسنجی، ارتفاع مایع درون لوله دماسنج است؛ زیرا به جز چند مورد استثنا تمام مواد با افزایش دما منبسط و با کاهش آن منقبض میشوند
مقیاس های متداول دما:
از مقیاس های متداول دما، مقیاس دما برحسب درجه سلسیوس و کلوین و فارنهایت میتوان نام برد امروزه از انواع دماسنجها در زندگی روزمره استفاده میشود دانشمندان برای کارهای علمی، سه دماسنج را به عنوان دماسنجهای معیار برای اندازهگیری گستره دماهای مختلف پذیرفتهاند:
1- دماسنج گازی 2- دماسنج مقاومت پلاتینی 3- تفسنج (پیرومتر)
البته در گذشته استفاده از دماسنج ترموکوپل نیز معمول بوده است که به دلیل دقت کمتر آن نسبت به دماسنجهای بیان شده، از مجموعه دماسنجهای معیار کنار گذاشته شد؛ ولی این دماسنج همچنان کاربرد فراوانی در صنعت و آزمایشگاهها دارد و کمیت دماسنجی این دماسنج، ولتاژ است.
توضیح انواع دماسنج ها
- ترمومتر یا دماسنج گازی در حقیقت از همان قوانین ساده گازههای کامل استفاده کرده و با توجه به افزایش فشار در اثر افزایش دما در حجم ثابت با اندازه گیری این فشار و کالیبره آن بر حسب دما مقدار دما را اندازه گیری کرد . در حقیقت دماسنج گازی نوع فشار سنج محسوب میگردد
- آشکارساز دمای مقاومتیکه در صنعت به اختصار RTD خوانده میشود، نوعی حسگر برای تشخیص دما است. این وسیله مطابق بر این اصل کار میکند که مقاومت الکتریکی فلزات با افزایش دما افزایش می‌یابد. به این پدیده مقاومت گرمایی گفته میشود. در نتیجه برای سنجش دما کافیست مقاومت الکتریکی آرتی‌دی اندازهگیری شود.
- تفسنج (پیرومتر) دمای اجسام را با اندازه گیری تشعشع حرارتی ساطع شده از سطح اجسام، تشخیص می دهد تف سنج برخلاف سایر دماسنج ها نیاز به تماس با جسمی که دمای آن را اندازه می گیریم، ندارند.( به روش های اندازه گیری دما مبتنی بر تابش گرمایی، تف سنجی می گویند)
تفسنجی، به خصوص در اندازه گیری دماهای بالای اهمیت ویژه ای دارد.
تف سنج نوری به عنوان دماسنج معیار برای اندازه گیری دماهای بالا انتخاب شده است
هر جسمی که دمایی بیش از صفر مطلق (273- درجه سانتی گراد) داشته باشد تابشی از خود ساطع می کند.این انرژی گرمایی توسط دستگاه ردیاب دریافت و به سیگنال های الکتریکی تبدیل می شود.
سپس با الگوریتم های مربوطه به یک دما تبدیل شده و دمای سطح مورد نظر را آشکار می کند.
در حقیقت، اساس کار این دستگاه ها انرژی های منتشر شده از سطوح اجسام است.
- ترموکوپل، دارای دو سیم رسانای غیر همجنس مانند مس و کنستانتان از طرفی در دمای ذوب یخ نگهداشته شده و از طرف دیگر در مکانی به هم متصلند که میخواهیم دمای آن را بدست آوریم. این مجموعه با سیمهای مسی رابط به یک ولتسنج بسته میشود. با تغییر دمای محل مورد اندازهگیری، عددی که ولتسنج نشان میدهد، تغییر میکند. اگر آزمایش را چندین بار و برای دماهای متفاوت تکرار کنیم، میتوانیم ولتاژهای مربوط به هر دمایی را مشخص کنیم. گستره دماسنجی یک ترموکوپل به جنس سیمهای آن بستگی دارد مزیت ترموکوپل این است که به دلیل جرم کوچک محل اتصال، خیلی سریع با دستگاهی که دمای آن اندازهگیری میشود به حالت تعادل گرمایی میرسد و به علاوه میتواند در مدارهای الکترونیکی بهکار رود که در بسیاری از وسایل صنعتی، گرمایشی و سرمایشی یافت میشود
دماسنج ماکزیمم مینیمم یکی از انواع دماسنج است که با استفاده از آن می توانیم دما را در طول یک شبانه روز در بیشتری و کم ترین حالت اندازه گرفت در این دما سنج روند کار به این صورت است که در زمان گرم تر شدن هوا الکلی که در شاخه سمت چپ قرار دارد انبساط پیدا می کند و همین موضوع باعث می شود که جیوه در این شاخه پایین رانده شود و سپس جیوه ای که در شاخه سمت راست قرار داد به طرف بالا رانده می شود.در زمان سردتر شدن هوا به خاطر انقباضی که در الکل اتفاق می افتد جیوه در شاخه سمت چپ به سمت بالا فرستاده می شود و در شاخه سمت راست به سمت پایین رانده می شود اما در زمان تمام این مراحل و اتفاقات نشانه فولادی ثابت در جای خود باقی می ماند و تغییری نمی کند اگر هوا دوباره گرم شود همان اتفاق قبل رخ می دهد یعنی سطح جیوه در شاخه چپ کاهش پیدا می کند اما باز هم نشانه فولادی تغییری نمی کند.بعد از گذشت یک شبانه روز شما با بررسی جای نشانه فولادی می توانید بیش ترین و کم ترین دما را در شبانه روز گذشته اندازه بگیرید به این صورت که محلی که نشانه فولادی در شاخه سمت راست قرار دارد نشان دهنده بیش ترین دما و موقعیت نشانه فولادی در شاخه سمت چپ نشان دهنده کم ترین دما است.اگر بخواهید برای بار دیگر و دوباره از این دماسنج استفاده کنید در این صورت نشانه فولادی را باید به کمک آهن ربا به اندازه ای که با سطح جیوه هم تراز شود پایین بکشانید این دما سنج که به نام دماسنج بیشینه کمینه کلید دار معروف است برای بررسی و ثبت حداقل و حداکثر دما در یک محیط استفاده می شود و امکان سنجش دمای بدن یا اجسام و مواد دیگر را ندارد.
این دما سنج یکی از انواع دماسنج هایی که از نوع آنالوگ هستند می باشد و به همین دلیل به هیچ گونه باتری نیاز ندارد و همین گزینه باعث می شود که در هزینه ها صرفه جویی شود. (دما سنجی را آنالوگ می گویند که از فلز جیوه که یک فلز مایع در دمای اتاق است استفاده شده است و هیچ قطعه الکترونیکی در آن وجود ندارد)
یکی از مشاغلی که از این نوع از دما سنج استفاده می کنند باغداران و پرورش دهندگان گیاهان در گلخانه های خود از آن استفاده می کنند.
تست: چند مورد از موارد زیر صحیح است؟
دو مورد سه مورد چهارمورد همه موارد
الف: ترموکوپل» دماسنجی است که در آن تغییر دما باعث تغییر شدت جریان الکتریکی می شود.
ب: به روش های اندازه گیری دما مبتنی بر تابش گرمایی، تف سنجی می گویند و تف سنج برخلاف سایر دماسنج ها نیاز به تماس با جسمی که دمای آن را اندازه می گیریم، ندارند و تف سنج نوری به عنوان دماسنج معیار برای اندازه گیری دماهای بالا انتخاب شده است
ج: سادهترین و رایجترین نوع دماسنج، دماسنجهای جیوهای و الکلی است. در این دماسنج ّ ها، کمیت دماسنجی، ارتفاع مایع درون لوله دماسنج است؛ زیرا به جز چند مورد استثنا تمام مواد با افزایش دما منبسط و با کاهش آن منقبض میشوند
د: دماسنج گازی و دماسنج مقاومت پلاتینی و تفسنج (پیرومتر) دماسنج های معیار هستند البته در گذشته استفاده از دماسنج ترموکوپل نیز معمول بوده است که به دلیل دقت کمتر آن نسبت به دماسنجهای بیان شده، از مجموعه دماسنجهای معیار کنار گذاشته شد
و: دماسنج ماکزیمم مینیمم یکی از انواع دماسنج است که با استفاده از آن می توانیم دما را در طول یک شبانه روز در بیشترین و کم ترین حالت اندازه گرفت و باغداران و پرورش دهندگان گیاهان میتوانند در گلخانه های خود از آن استفاده کنند.
پاسخ: گزینه 4 همه موارد صحیح است
تست: کدام‌یک از گزینه‌های زیر درست است؟
1) برای کم‌ترین دمای ممکن، حدی وجود ندارد 2)دما شکلی از انرژی است.
3)تغییر کمیت دماسنجی، اساس کار دماسنجها است 4)یکای سلسیوس در حال حاضر به عنوان مقیاس بین‌المللی دما به کار می‌رود.
پاسخ:3 بررسی گزینه‌ها
صفر کلوین، برابر 15/273- درجه سانتی‌گراد حد پایین دما است
دما کمیتی است که میزان گرمی و سردی اجسام را مشخص میکند
تغییر کمیت دماسنجی، اساس کار دماسنجها است
از سال 1954 میلادی، یکای کلوین به عنوان مقیاس بین‌المللی دما انتخاب شد
واحدهای مهم دما
درجه سانتی گراد (سلسیوس)
این روش اندازه گیری دما به این صورت است که در سطح دریا، به دمای انجماد آب عدد 0 درجه سانتی گراد و به دمای جوش آب عدد 100 درجه سانتی گراد را نسبت میدهیم حال اگر این فاصله را به صد قسمت مساوی تقسیم کنیم و به هر قسمت 1 درجه سانتی گراد گفته می شود.
درجه فارنهایت
در این روش اندازه گیری، دمای انجماد آب و جوش آب در کنار دریا اندازه گیری شده است. به دمای انجماد آن عدد 32 و به دمای جوش آن عدد 212 اختصاص داده شده است. بین این دو عدد به 180 درجه تقسیم شده است و به همین دلیل از درجه بندی سلیسیوس دقیقتر است.
کلوین
از آنجایی که دماهایی کمتر از انجماد آب نیز وجود دارد و با استفاده از واحد درجه سلسیوس باید این دما به صورت منفی اعلام شود. سیستمی در نظر گرفته شد تا تمامی دماهای اندازه گیری شده به صورت مطلق باشند. در این سیستم دمای 273- درجه سانتی گراد به عنوان دمای مطلق مشخص شده است. به این معنا که هیچ ماده ای نمی تواند دمایی کمتر از این داشته باشد و عملا در این دما ماده فاقد انرژی و حرکات ذرات است ، دمای 273- درجه سانتی گراد، دمای صفر مطلق است که معادل صفر کلوین است. با همان اندازه بندی، هر کلوین معادل یک درجه سانتی گراد است. مقیاس کلوین بر حسب درجه بیان نمی‌شود و به همین دلیل با سایر واحدها تفاوت دارد. کلوین به افتخار فیزیکدان معروف، ویلیام تامسون (لرد کلوین) نامگذاری شده است
دیدگاه شما