مفهوم دما در علم
علمی و تکنولوژی › علمی
- 97/10/27
دما یکی از ویژگی‌های ماده است که میزان گرمی آن را نشان می‌دهد و جهت جریان گرما را مشخص می‌کند. اگر دو جسم دارای دمای متفاوت باشند، انرژی گرمایی از جسم با دمای بیشتر به جسم با دمای کمتر منتقل می‌شود تا هنگامی که دمای دو جسم به تعادل برسد.دما، سنجش عینی و واقع گرایانه گرمی یا سردی یک شیء است. دما را می توان با دماسنج یا گرماسنج اندازه گیری کرد. اینها وسایل معین کردن انرژی درونی موجود در داخل سیستم هستند. از آنجایی که انسان ها به سرعت گرما و سرما را حس می کنند، قابل درک است که دما جزو جنبه هایی از واقعیت باشد که ما درکی نسبی از آن داریم. در واقع، دما مفهومی است که در طیف گسترده ای از رشته های علمی بسیار تعیین کننده است.
اولین مواجهه بسیاری از ما با یک دماسنج به حوزه پزشکی برمی گردد. یعنی زمانی که یک پزشک (یا والدین مان) برای تشخیص دمای بدن مان به عنوان بخشی از تشخیص بیماری از دماسنج استفاده کردند.
گرما در مقابل دما
توجه داشته باشید که دما با گرما متفاوت است، هر چند که هر دو مفهوم به هم مرتبط اند. دما میزان انرژی داخل سیستم است، در حالی که گرما سنجش این است که انرژی چگونه از یک سیستم (یا جسم) به سیستم یا جسم دیگری منتقل می شود.
گرما دست کم برای گازها و مایعات تقریباً به وسیله نظریه جنبشی توصیف می شود. وقتی گرمای بیشتری به وسیله یک ماده جذب می شود، اتم های درون ماده شروع می کنند به این که سریع تر حرکت کنند و در نتیجه افزایش دمای بیشتری رخ می دهد. البته درمورد جامدات قضیه کمی پیچیده تر است، اما ایده اصلی همان است.
مقیاس های دما
چند مقیاس برای دما وجود دارد. در بیشتر کشورهای جهان مقیاس سانتیگراد یا سلسیوس مورد استفاده قرار می گیرد اما در آمریکا بیشتر از دمای فارنهایت استفاده می شود.
مقیاس کلوین اغلب در فیزیک استفاده می شود و طوری تنظیم شده که صفر درجه کلوین، صفر مطلق است که از نظر تئوری، سردترین دمای ممکن است که در آن تمام حرکت جنبشی متوقف می شود.
دماسنج
دماسنج سنتی دما را از روی مایعی اندازه گیری می کند که وقتی گرم می شود منبسط می شود و وقتی سرد می شود منقبض می گردد. همانطور که دما تغییر می کند، مایع داخل لوله در طول درجات روی دستگاه حرکت می کند.
همانند بسیاری از علوم امروزی، ریشه ایده ها درباره چگونگی اندازه گیری دما به گذشته برمی گردد. به طور مشخص، در قرن اول قبل از میلاد، فیلسوفی به نام هرون اسکندرانی در کتاب پنوماتیک (Pneumatics) درباره رابطه بین دما و انبساط هوا نوشت. این کتاب در سال 1575 در اروپا منتشر شد، که الهام بخش ساخت اولین دماسنج ها در قرن بعد شد.
گالیله یکی از اولین دانشمندانی بود که واقعاً از چنین دستگاهی استفاده کرد، هر چند مشخص نیست که آیا آن را خودش ساخته است یا ایده اش را از شخص دیگری گرفته است. گالیله برای سنجش میزان گرمی و سردی، دست کم تا اوایل سال 1603، از دستگاهی به نام ترموسکوپ (دمابین) استفاده کرد.
در طول دهه 1600، دانشمندان مختلفی تلاش کردند تا دماسنج هایی را درست کنند که کار اندازه گیری دما را براساس تغییر فشار محتوای داخل دستگاه سنجش انجام می داد. رابرت فلود در سال 1638 یک ترموسکوپ ساخت که در آن مقیاس دما در داخل ساختمان فیزیکی یک دستگاه درست شده بود و در نتیجه اولین دماسنج را به وجود آورد.
از آن جایی که هیچگونه سیستم متمرکز اندازه گیری وجود نداشت، هر یک از این دانشمندان مقیاس های اندازه گیری خودشان را ایجاد کردند تا زمانی که دانیل گابریل فارنهایت در دهه 1700 مقیاس خودش را ساخت.
فارنهایت در سال 1709 دماسنجش را با الکل ساخت، اما این دماسنج مبتنی بر جیوه بود که از سال 1714 استاندارد اندازه گیری دما شد.
