گرماچیست؟

دانشمندان از حدود سه قرن پیش،‌مطالعه ی درباره گرما را آغاز کردند. در آن زمان، مردم معتقد بودند که گرما یک ماده ی نامرئی است.اعتقاد بر آن بود که وقتی یک ماده گرم در کنار یک ماده سرد قرار می گیرد، ماده ای نامرئی به نام کالریک از ماده ی گرم خارج می شود و به ماده سرد منتقل می شود. به همین دلیل ماده ی گرم سرد می شود و ماده سرد، ‌گرم می شود.
امروزه می دانیم که گرما ماده نیست بلکه یکی از صوت های انرژی است. همانطور که انرژی مکانیکی، الکتریکی و انرژی شیمیایی نیز صورت های دیگری از انرژی هستند و می توانند به هم تبدیل شوند.
انرژی درونی: (گرما چیست؟)
هر ماده از ذرات بی شماری ساخته شده است و هر ذره مقداری انرژی دارد. به مجموعه انرژیهای ذرات سازنده هر ماده انرژی درونی آن ماده می گویند. هر چه ذرات سازنده ماده بیشتر و انرژی هر ذره آن زیادتر باشد. انرژی درونی آن ماده بیشتر است .
انرژی درونی هر ماده ، هم به انرژی جنبشی ذرات آن ماده (یعنی سرعت حرکت آن ها) و هم به انرژی پتانسیل (ذخیره شده) ذرات سازنده ی آن ماده بستگی دارد. انرژی پتانسیل هر یک از ذرات سازنده هر ماده در اثر نیرویی که از طرف ذرات اطراف به آن وارد می شود، بوجود می آید.
هنگامی که یک جسم گرم در کنار یک جسم سرد قرار می گیرد،‌مقداری انرژی از جسم گرم به جسم سرد منتقل می شود. درواقع گرما، مقدار انرژی منتقل شده از جسم گرم به جسم سرد است. در اثر انتقال گرما از جسم گرم به جسم سرد، انرژی درونی جسم گرم کاهش و انرژی درونی جسم سرد افزایش می یابد.

دما و گرما:
گرما و دما دو کمیت مرتبط به یکدیگر هستند، اما این به معنای آن نیست که گرما و دما یک کمیت و یک معنا هستند. دمای یک جسم در واقع نشان دهنده ی سرعت حرکت ذرات تشکیل دهنده آن است. هر چه سرعت حرکت ذرات یک ماده بیشتر باشد دمای آن جسم بالاتر است.به همین دلیل می توان گفت که افزایش دمای یک جسم به معنی افزایش انرژی جنبشی ذرات آن جسم است.
گرمای نهان :
گرمای نهان ذوب عبارت است از مقدار گرمایی که باید به ماده جامد در دمای نقطه ی ذوب آن بدهیم تا در همان دما از حالت جامد به مایع تبدیل شود.

علت نامگذاری گرمای نهان ذوب
علت این است که این انرژی به انرژی درونی جسم تبدیل می شود بدون آنکه دمای جسم تغییر کند.

روشهای انتقال گرما انتقال گرما :
گرما به روش های مختلفی از یک جسم به جسم دیگر منتقل می شودکه عبارت است از رسانایی،همرفت،تابش
رسانایی :
یکی از راههای انتقال گرما ، رسانایی است. ذره های تشکیل دهنده ی هر ماده دائماً در حال جنبش و نوسان هستند و هر چه ماده بیشتر باشد سرعت نوسان مولکول های آن بیشتر است.
در انتقال گرما به روش رسانایی، انرژی گرمایی از طریق جنبش مولکول های ماده و ضربه زدن هر مولکول به مولکول های مجاور خود،‌به تدریج به تمام ماده منتقل می شود.روشن است که هر چه فاصله های مولکول ها از هم کمتر باشد، یعنی مولکلول ها به هم نزدیکتر باشند گرما با سرعت بیشتری در ماده منتقل می شود. به همین دلیل است که رسانایی گرمایی جامدات بیش از مایعات و مایعات بیش از گازها است.در بین مواد جامد، رسانایی گرمایی فلزات از دیگر مواد جامد چون شیشه، لاستیک و چوب بیشتر است. در بین فلزات نیز رسانایی گرمایی بعضی از فلزات از بعضی دیگر بیشتر است.
تابش :
سومین راه انتقال گرما تابش است. در انتقال گرما به روش تابش ، نیازی بوجود ماده نیست. گرمای خورشید به همین شیوه در فضای خالی از ماده (خلاء) منتقل می شود و به زمین می رسد. اگر تا به حال در مقابل یک بخاری برقی یا هیزمی قرار گرفته باشید، انتقال گرما به این روش را بخوبی حس کرده اید.
همرفت :
یکی دیگر از راههای انتقال گرما همرفت یا جا به جایی است. در انتقال گرما به روش همرفت قسمتی از ماده که گرم شده است به طرف بالا حرکت می کند و قسمت های اطراف آن که هنوز گرم نشده اند جای آن را می گیرند.به این ترتیب انرژی گرمایی از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل شده و به تدریج تمام ماده گرم می شود.
علت بوجود آمدن جریان همرفتی:
علت پیدایش جریان همرفتی مربوط به چگالی ماده است. چگالی هر ماده، جرم یک سانتی متر مکعب از آن ماده است.اکنون می توان علت بوجود آمدن جریان همرفتی را توضیح داد:
می دانید که وقتی ماده ای گرم می شود منبسط می شود یعنی فاصله ی مولکول های آن از هم بیشتر می گردد. در نتیجه چگالی آن کاهش می یابد. به همین دلیل است که وقتی یک قسمت از مایع را گرم می کنیم چگالی آن قسمت از مایع کمتر می شود و آن قسمت به طرف بالا حرکت می کند. در این هنگام مایعات اطراف جای آن را پرمی کند. این روال ادامه می یابد و بتدریج تمام مایع گرم می شود.
برای ایجاد جریان همرفتی در یک ماده سه شرط لازم است.
۱ – ماده باید مایع یا گاز باشد.
۲ – بین دو نقطه ای آن اختلاف دما وجود داشته باشد.یعنی قسمتی ازآن گرم وقسمتی دیگرسردباشد.

۳-قسمت گرم پایین ترازقسمت سردباشد.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا می خواهید به بحث بپیوندید؟
همین حالا دیدگاه خود را ثبت کنید!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *