دما واقعا چیست؟

 دما یک کمیت قرار دادی است.

برای فهم بهتر، به این مطلب توجه کنید که اصلا چطور دمایی را تعریف کنیم؟ مثلا معنای دمای صفر چیست؟ به چه چیزی میگوییم دما؟

برای پاسخ فرض کنیم دو سیستم داریم که هرکدام کمیتهایی دارند. مثلا هر کدام حجم و فشار مخصوص خودشان را دارند.

این دو سیستم را با هم تماس گرمایی میدهیم تا دچار تغییر و تحول شوند یا به اصطلاح تغییر حالت دهند یعنی فشار و حجمشان تغییر کند.

در نهایت این تغییر پایان میپذیرد. یعنی به اصطلاح تعادل گرمایی پیدا می کنند.

هم اکنون یک تابع تعریف میکنیم برای هر کدام از سیستمها که این تابع توسط کمیتهایشان ( در اینجا حجم و فشار) تعیین میشود.

مثلا میگوییم ضرب فشار در حجم.توسط این تابعها یک کمیت جدید تعریف میکنیم که وقتی دو سیستم در تعادل باشند، این کمیت بینشان مشترکا برابر باشد.این کمیت را دما میگوییم.

پس تعریف دما اینگونه میشود:

دما آن کمیتی است که بین دو سیستم در حال تعادل، یکسان است.

یعنی دو سیستم در حال تعادل گرمایی، دمای یکسانی دارند.

واحدهای فیزیکی (دما،توان،حجم)

توان:

ژول بر ثانیه=وات

اسب بخار=746 وات

 

حجم:

لیتر=0.001 متر مکعب

سی سی=میلیمتر مکعب

 

دما:

کلوین=سلسیوس(سانتی گراد)+273.15

فارنهایت=سلسیوس×(9/5)+32

گرما و دما چیستند؟

گرما چیست؟

برای ما،پر واضح است که گرما شکلی از انواع انرژی است.مثلا ممکن است انرژی الکتریکی در لامپِ رشته ای،بر اثر مقاومت الکتریکی لامپ،به گرما تبدیل شود.

اما فیزیکدانان از ابتدا نمیدانستند که گرما نوعی از انرژی است.آنان گرما را چیز دیگری می دانستند.بعنوان مثال در قرن هیجدهم میلادی،نظریه کالریک برای توضیح گرما به کار برده میشد.و نظریه کالریک به این معنا بود که هر جسمِ گرم،مقداری از یک سیال نامرئی را در خود دارد که باعث گرمایَش میشود و برای انتقال گرما،باید این سیال جا به جا شود.

البته برخی فیزیکدانان حدس هایی میزدند اما در نهایت آزمایشهای آقای ژول بود که واقعا به ما فهماند که گرما نوعی انرژی است چراکه این آزمایشها ارتباط بین انرژی مکانیکی و گرما را مشخص میکرد.

 

دما چیست؟

دما یک کمیت آماری است.به این معنا که دما به میانگین انرژی جنبشی ذرات یک جسم بستگی دارد.پس معیار خوبی از انرژی گرمایی سیستم است.

برای یک بحث کامل تر از دما، اینجا کلیک کنید

اما در پایان خوب است که یاد آوری شود که میزان انرژی گرمایی به میزان ماده هم بستگی دارد.بعنوان مثال فرض کنیم دو ماده داشته باشیم یکی با هزار مولکول و دیگری با یک میلیون مولکول.وقتی دما در هر دو برابر است،انرژی مولکول ها برابرند.مثلا هر مولکول ایکس ژول انرژی دارد.پس ماده ی دوم انرژی گرمایی اش،هزار برابر بیشتر از اولی خواهد بود چراکه در ماده اول هزار مولکول با انرژی ایکس ژول داریم یعنی هزار ایکس ژول ولی در ماده دوم،یک میلیون ایکس ژول.