دما ، گرما ، فشار
گرما
طبق نظریه جنبشی - مولکولی همه اجسام از ذرات ریزی به نام مولکول تشکیل شده اند چون مولکول های اجسام حرکت می کنند، انرژی جنبشی، دارند و به سبب وضع و حالتی که نسبت به یکدیگردارند ، انرژی پتانسیل نیز دارند. وقتی جسمی را گرم می کنیم انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل مولکول های آن افزایش می یابد. طبق نظریه جنبش مولکولی، گرما مجموع انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی مولکول ها است.
cal= 4.186J
BTU = 252Cal
Kcal=1000Cal
Kcal = 3.97Btu
واحد اندازه گیری گرما در سیستم SI ژول است
یک بی تی یو (BTU) تقریباً برابر گرمایی است که از سوختن یک چوب کبریت آزاد می شود.
دما درجه حرارت
وقتی به جسمی گرما می دهیم سرعت مولکول ها و انرژی داخلی آنها افزایش می یابد. این افزایش به صورت افزایش دما بروز می کند. با گرفتن گرما (انرژی) از جسم، سرعت مولکول ها و دمای جسم کاهش می یابد.
دما معرف میزان سرعت حرکت مولکولهای یک جسم است.
گرما نه تنها نشان دهنده میزان سرعت حرکت مولکولهاست بلکه تعیین کننده تعداد مولکولهایی است که تحت تاثیر آن قرار گرفته اند.
یک قاشق مسی (100 گرمی) که دمای آن ℃ 800 استبهاندازه یک شمش مسی 5 کیلوگرمی که تا ℃ 200 گرم شده است،گرما ندارد ولی از آن گرمتر است.
ابزار اندازه گیری دما
دماسنج شیشه ای
دماسنج عقربه ای
دماسنج الکترونیکی
دماسنج جیوه ای:
متداول ترین نوع دماسنج، دماسنج مایع در شیشه است و دارای لوله شیشه باریک و آب بندی شده با پیازی است که با جیوه، الکل معمولا به رنگ قرمز است که مشاهده آن را به سادگی امکان پذیر می کند یا بعضی مواد مایع دیگر مانند الکل پر شده است. همانطور که دما افزایش می یابد مایع منبسط می شود و در لوله بالا می رود. کاهش دما باعث می شود مایع منقبض شده و سطح آن در لوله پایین می آید
دماسنج عقربه ای:
این دماسنج دارای نواری است که نوار از مواد فلزی متفاوت نا همسان (فلزات یا آلیاژهای فلزی) است. نوار معمولا در فرم مارپیچی یا میله ای است در یک انتها ثابت است. هنگامی که دما تغییر می کند مواد فلزی بیش از دیگران منبسط یا منقبض می شوند که باعث می شود تا نوار بپیچد یا نپیچد یا خم شود. عقربه متصل شده به انتهای آزاد نوار دما را نشان می دهد. نوارهای دو فلزی به طور گسترده ای در دماسنج های عقربه ای و در ترموستات ها استفاده می شوند. نوع دیگر دماسنج که از فلزات غیرمشابه بهره می برند ترموکوپل است .
واحدهای سنجش دما:
سلسیوس C
کلوینK
K=273+C
فارنهایت F
(F−32)/180=C/100
رانکین R
R=F+459/67
فشار :
فشار عبارتست از مقدار نیروی وارد بر سطح:
P=F/A
در جامدات تحت عنوان تنش شناخته می شود.
نکته: فشار در سیال به صورت مولفه عمودی نیرو بر واحد سطح تعریف می شود. فشار در یک سیال ساکن در هر نقطه مشخص در تمام جهات یکسان است.
انواع فشار
•فشار مطلق (Absolute)
•فشار نسبی (Gauge)
Pg=Pa-P0
نکته: فشار سنج فشار نسبی را نشان می دهد.
واحدهای اندازه گیری فشار
•بار (bar)
•اتمسفر (atm)
•پی اس آی (PSI)
Pa=1 N/m^2
bar = 10^5 Pa = 0.1 MPa
atm = 101325 Pa = 14.696 lbf/in^2