سیگما

گرما چيست؟

گرما چيست؟

دانشمندان از حدود سه قرن پيش،‌مطالعه ي درباره گرما را آغاز كردند. در آن زمان، مردم معتقد بودند كه گرما يك ماده ي نامرئي است.اعتقاد بر آن بود كه وقتي يك ماده گرم در كنار يك ماده سرد قرار مي گيرد، ماده اي نامرئي به نام كالريك از ماده ي گرم خارج مي شود و به ماده سرد منتقل مي شود. به همين دليل ماده ي گرم سرد مي شود و ماده سرد، ‌گرم مي شود.

امروزه مي دانيم كه گرما ماده نيست بلكه يكي از صوت هاي انرژي است. همانطور كه انرژي مكانيكي، الكتريكي و انرژي شيميايي نيز صورت هاي ديگري از انرژي هستند و مي توانند به هم تبديل شوند.

انرژي دروني:  (گرما چيست؟)

هر ماده از ذرات بي شماري ساخته شده است و هر ذره مقداري انرژي دارد. به مجموعه انرژيهاي ذرات سازنده هر ماده انرژي دروني آن ماده مي گويند. هر چه ذرات سازنده ماده بيشتر و انرژي هر ذره آن زيادتر باشد. انرژي دروني آن ماده بيشتر است .

انرژي دروني هر ماده ، هم به انرژي جنبشي ذرات آن ماده (يعني سرعت حركت آن ها) و هم به انرژي پتانسيل (ذخيره شده) ذرات سازنده ي آن ماده بستگي دارد. انرژي پتانسيل هر يك از ذرات سازنده هر ماده در اثر نيرويي كه از طرف ذرات اطراف به آن وارد مي شود، بوجود مي آيد.

هنگامي كه يك جسم گرم در كنار يك جسم سرد قرار مي گيرد،‌مقداري انرژي از جسم گرم به جسم سرد منتقل مي شود. درواقع گرما، مقدار انرژي منتقل شده از جسم گرم به جسم سرد است. در اثر انتقال گرما از جسم گرم به جسم سرد، انرژي دروني جسم گرم كاهش و انرژي دروني جسم سرد افزايش مي يابد.

دما و گرما:

گرما و دما دو كميت مرتبط به يكديگر هستند، اما اين به معناي آن نيست كه گرما و دما يك كميت و يك معنا هستند. دماي يك جسم در واقع نشان دهنده ي سرعت حركت ذرات تشكيل دهنده آن است. هر چه سرعت حركت ذرات يك ماده بيشتر باشد دماي آن جسم بالاتر است.به همين دليل مي توان گفت كه افزايش دماي يك جسم به معني افزايش انرژي جنبشي ذرات آن جسم است.  

گرما چيست؟

گرماي نهان :

گرماي نهان ذوب عبارت است از مقدار گرمايي كه بايد به ماده جامد در دماي نقطه ي ذوب آن بدهيم تا در همان دما از حالت جامد به مايع تبديل شود.

علت نامگذاری گرمای نهان ذوب

علت این است که این انرژي به انرژي دروني جسم تبديل مي شود بدون آنكه دماي جسم تغيير كند.

روشهای انتقال گرما انتقال گرما :

گرما به روش هاي مختلفي از يك جسم به جسم ديگر منتقل مي شودکه عبارت است از رسانايي،همرفت،تابش

رسانايي :

يكي از راههاي انتقال گرما ، رسانايي است. ذره هاي تشكيل دهنده ي هر ماده دائماً در حال جنبش و نوسان هستند و هر چه ماده بيشتر باشد سرعت نوسان مولكول هاي آن بيشتر است.

در انتقال گرما به روش رسانايي، انرژي گرمايي از طريق جنبش مولكول هاي ماده و ضربه زدن هر مولكول به مولكول هاي مجاور خود،‌به تدريج به تمام ماده منتقل مي شود.روشن است كه هر چه فاصله هاي مولكول ها از هم كمتر باشد، يعني مولكلول ها به هم نزديكتر باشند گرما با سرعت بيشتری در ماده منتقل مي شود. به همين دليل است كه رسانايي گرمايي جامدات بيش از مايعات و مايعات بيش از گازها است.در بين مواد جامد، رسانايي گرمايي فلزات از ديگر مواد جامد چون شيشه، لاستيك و چوب بيشتر است. در بين فلزات نيز رسانايي گرمايي بعضي از فلزات از بعضي ديگر بيشتر است.  

گرما چيست؟

تابش :

سومين راه انتقال گرما تابش است. در انتقال گرما به روش تابش ، نيازي بوجود ماده نيست. گرماي خورشيد به همين شيوه در فضاي خالي از ماده (خلاء) منتقل مي شود و به زمين مي رسد. اگر تا به حال در مقابل يك بخاري برقي يا هيزمي قرار گرفته باشيد، انتقال گرما به اين روش را بخوبي حس كرده ايد.

همرفت :

يكي ديگر از راههاي انتقال گرما همرفت يا جا به جايي است. در انتقال گرما به روش همرفت قسمتي از ماده كه گرم شده است به طرف بالا حركت مي كند و قسمت هاي اطراف آن كه هنوز گرم نشده اند جاي آن را مي گيرند.به اين ترتيب انرژي گرمايي از يك نقطه به نقطه ديگر منتقل شده و به تدريج تمام ماده گرم مي شود.  

علت بوجود آمدن جريان همرفتی:

علت پيدايش جريان همرفتی مربوط به چگالی ماده است. چگالی هر ماده، جرم يك سانتی متر مكعب از آن ماده است.اكنون مي توان علت بوجود آمدن جريان همرفتي را توضيح داد:

مي دانيد كه وقتي ماده اي گرم مي شود منبسط مي شود يعني فاصله ي مولكول هاي آن از هم بيشتر مي گردد. در نتيجه چگالی آن كاهش مي يابد. به همين دليل است كه وقتي يك قسمت از مايع را گرم مي كنيم چگالي آن قسمت از مايع كمتر مي شود و آن قسمت به طرف بالا حركت مي كند. در اين هنگام مايعات اطراف جاي آن را پرمي كند. اين روال ادامه مي يابد و بتدريج تمام مايع گرم مي شود.

براي ايجاد جريان همرفتي در يك ماده سه شرط لازم است.

1 – ماده بايد مايع يا گاز باشد.

2 – بين دو نقطه اي آن اختلاف دما وجود داشته باشد. يعني قسمتي از آن گرم و قسمتي ديگر سرد باشد.

3 – قسمت گرم پائين تر از قسمت سرد باشد.  

منبع:تلخیص