در این مقاله تعاریف دما، یک کیلو وات ساعت چند ژول است گرما و توان گرمایی بیـان خواهد شد. یک کیلو وات ساعت چند ژول است ضروری هست مفاهیم و تفاوت های آن ها را بـه درستی درک نموده و سپس با واحد های آن ها درون سیستم های مختلف و نحوه تبدیل واحد ها بـه یکدیگر آشنا شوید. یک کیلو وات ساعت چند ژول است
تعریف گرما: گرما گونـه ای از انرژی هست که بـه دلیل اختلاف کمـیّتی بـه نام دما مـیان دو جسم متّصل بـه هم، از جسم با دمای بیشتر، بـه جسم با دمای کمتر، بـه طور خود بـه خود، شارش مـی کند. این شارش انرژی (گرمایی) آن قدر ادامـه مـی یـابد که تا دو جسم بـه تعادل گرمایی برسند.
چون مولکول های اجسام حرکت مـی کنند “انرژی جنشی” دارند و به سبب وضع و حالتی کـه نسبت بـه یکدیگر دارند “انرژی پتانسیل” نیز دارند. وقتی جسمـی را گرم مـی کنیم انرژی پتانسیل و انرژی ی مولکول های آن افزایش مـی یـابد. طبق نظریـه “ مولکولی” گرما مجموع انرژی پتانسیل و انرژی ی مولکول هاست.
گرمای ویژه: انرژی گرمایی لازم به منظور تغییر دمای یک کیلوگرم از یک جسم بـه اندازه یک درجه سانتیگراد (یک درجه کلوین) را گرمای ویژه گویند و با واحد ژول بر کیلوگرم بر درجه کلوین بیـان مـی شود.
واحدهای اندازه گیری گرما: واحد اندازه گیری گرما درون سیستم SI همان واحد انرژی یعنی ژول است. به منظور سنجش گرما واحدهای دیگری غیر از ژول بـه کار مـی رود کـه متداول ترین آن ها کالری است. یک کالری مقدار گرمایی هست که اگر بـه یک گرم آب (آب با دمای ۱۴٫۵ درجه) داده شود دمای آن بـه اندازه یک درجه سانتیگراد افزایش یـابد. یک کیلوکالری برابر با ۱۰۰۰ کالری است. بـه بیـان دیگر یک کیلوکالری، مقدار گرمای لازم به منظور افزایش یک درجه سانتیگرادی دمای یک کیلوگرم آب است. یک کالری تقریبا برابر با ۴.۱۸۴ ژول مـی‌باشد.
واحد دیگر گرما (BTU (British Thermal Units مـی باشد. BTU یک واحد حرارتی درون سیستم انگلیسی بوده کـه عبارت هست از مقدار گرمایی کـه مـی تواند درجه حرارت یک پوند آب را یک درجه فارنـهایت بالا ببرد.
توان گرمایی : انرژی گرمایی درون واحد زمان توان گرمایی نامـیده مـی شود. ظرفیت گرمایی دستگاه های گرم کننده مانند دیگ، هواساز، مشعل و بخاری را بر حسب توان گرمایی بیـان مـی کنند. واحد توان گرمایی ژول بر ثانیـه یـا وات مـی باشد. واحد دیگر متداول به منظور توان گرمایی کیلوکالری درون ساعت است. هر کیلوکالری درون ساعت برابر ۱٫۱۶۲ وات است. (هر ۸۶۰ کیلوکالری درون ساعت برابر یک کیلو وات است.)
تعریف دما: دمای یک جسم نشانـه ای از سرعت متوسط مولکول های تشکیل دهنده آن است. دما کمـیّتی هست که اختلاف آن مـیان دو نقطه از یک جسم (یـا دو جسم متّصل بـه هم)، باعث شار خود بـه خودی گرما از جسم با دمای بیشتر، بـه جسم با دمای کمتر مـی شود. یـا مـیتوان درون یک تعریف ساده تر و غیر رسمـی گفت که: یک کیلو وات ساعت چند ژول است دما، معیـاری به منظور سردی یـا گرمـیِ اجسام است.
وقتی بـه جسمـی گرما (انرژی) مـی دهیم سرعت مولکول ها و انرژی ی داخلی آن افزایش مـی یـابد. این افزایش بـه صورت افزایش دما متجلی مـی شود. برعگرفتن گرما از جسم سرعت مولکول ها و دمای جسم کاهش مـی یـابد. بر اساس نظریـه ی مولکولی درون صورتی کـه کاهش انرژی یک جسم که تا به صفر ادامـه داشته باشد دمای آن بـه صفر مطلق یعنی ۲۷۳٫۱۵- مـی رسد و حرکت مولکولی کاملا متوقف مـی شود.
گرما و دما دو کمـیت مرتبط بـه یکدیگر هستند، اما این بـه معنای آن نیست کـه هر دو یک کمـیت و یک معنا هستند. دما را نباید با گرما کـه شکلی از انرژی هست اشتباه کرد. دما مـیزان سرعت مولکول های یک جسم را نشان مـی دهد درون حالی کـه گرما نـه تنـها نشان دهنده ی سرعت حرکت مولکول هاست بلکه تعیین کننده تعداد مولکول هایی هست که تحت تاثیر آن قرار گرفته اند.
فرض کنید درون اتاقی کـه به طور کامل بسته و ایزوله هست کبریتی روشن نمایید. دماسنج نصب شده درون اتاق با وجود اینکه دمای شعله کبریت بالای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد هست تغییری نشان نمـی دهد ولی اگر یک شمش فولادی بـه وزن ۳۰۰۰ کیلوگرم و دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد داخل همان اتاق وارد شود دمای اتاق و ترموتر بـه سرعت افزایش مـی یـابد. گرچه دمای شعله کبریت خیلی بیش تر از دمای شمش هست ولی شمش فولادی گرمای خیلی بیشتری دارد و به همـین دلیل دمای اتاق را بالا مـی برد.
همچنین توجه نمایید کـه انرژی مـی تواند منتقل شود، بدون اینکه دمای جسم تغییر نماید . بـه عنوان مثال درون تبدیل یخ صفر درجه بـه آب صفر درجه، انرژی سیتم افزایش مـی یـابد درون حالیکه دمای جسم ثابت است.
اندازه گیری و واحد های دما: برای سنجش دما از “دماسنج” یـا “ترمومتر” استفاده مـی شود. دماسنج شیشـه ای بر اساس انبساط مایعات درون اثر گرما عمل مـی کند. درون دماسنج شیشـه ای معمولا از الکل یـا جیوه استفاده مـی شود. زیرا دمای انجماد آن ها پایین هست و ضریب انبساط تقریبا ثابتی دارند. درون دماسنج سلسیوس نقطه پایینی آن نقطه انجماد آب بوده و با °۰ نشان داده مـی شود و نقطه بالایی آن نقطه جوش آب بوده و با °۱۰۰ نمایش داده مـی شود. بین نقطه بالایی و پایینی بـه ۱۰۰ قسمت تقسیم شده و هر قسمت یک درجه سلسیوس (سانتیگراد) نامـیده مـی شود.
همان طور کـه گفته شد پایین ترین حد دما ۲۷۳٫۱۵- درجه سانتیگراد هست که صفر مطلق نامـیده مـی شود. صفر مطلق نقطه پایین درجه بندی دیگری هست که بـه آن درجه بندی مطلق مـی گویند. درجه بندی مطلق درون سیستم SI درجه بندی کلوین (K)نامـیده مـی شود و درجه آن معادل یک درجه سانتی گراد (C) است. یکی دیگر از واحد های اندازه گیری دما درجه فارنـهایت (F) مـی باشد. در این مقیـاس نقطه ذوب یخ ۳۲ و نقطه جوش آب ۲۱۲ انتخاب شده هست و فاصله بین آن ها بـه ۱۸۰ قسمت مساوی تقسیم شده است.
در جدول زیر فرمول های تبدیل واحد های دما نمایش داده شده است:
[مفاهیم و واحدهای گرما، دما و توان گرمایی - گروه صنعتی انصار یک کیلو وات ساعت چند ژول است]
نویسنده و منبع: واحد آموزش | تاریخ انتشار: Thu, 19 Jul 2018 13:32:00 +0000