چرا با افزایش دما حجم افزایش می یابد

تدریس مفهومی و تحلیلی شیمی در دوره اول متوسطه

دکتر مهدی نباتی – مدرس شیمی برگزیده کنکور ایران

آقای مهدی نباتی معلم شیمی پایه هفتم تدریس علوم جامع و تحلیلی تیزهوشان پایه هفتم آقای نباتی کلاس خصوصی شیمی معلم تیزهوشان پایه هفتم تهران کنکور

دانش آموزان عزیز همانطور که در مقاله قبلی آموزش دادم (شما می توانید اینجا کلیک کنید و مقاله مربوطه را مطالعه کنید)، چگالی مواد همگن خاصیت شدت است و به مقدار جرم بستگی ندارد. بنابراین، چه جرم یک ماده همگن افزایش یا کاهش یابد، مقدار ثابتی باقی می ماند. اما چگالی با تغییر دو پارامتر یعنی پارامترهای دما و فشار تغییر می کند. در این مقاله تغییر چگالی با تغییر دمای آب را برای شما توضیح می دهم.

نمودار تغییرات حجم و چگالی آب

به دو جدول زیر خوب دقت کنید:

نمودارهای تغییرات حجم و چگالی آب با تغییرات دما

نکته اول: با کاهش دما، بیشتر مواد (به جز آب) کاهش مداوم حجم را تجربه می کنند و از آنجایی که چگالی با حجم رابطه معکوس دارد، چگالی پیوسته افزایش می یابد.

نکته دوم: اما آب یک مولکول استثنایی و دارای دمای استثنایی 4 درجه سانتیگراد است.

نکته سوم: آب در 4 درجه سانتیگراد کمترین حجم خود را دارد.

نکته 4: با کاهش دما، حجم آب به طور مداوم کاهش می یابد تا به دمای 4 درجه سانتیگراد برسد. پس از رسیدن به این دما، با کاهش دما، حجم شروع به افزایش خواهد کرد (نمودار سمت چپ).

نکته پنجم: با کاهش دما، چگالی آب پیوسته افزایش می یابد تا به دمای 4 درجه سانتیگراد برسد. پس از رسیدن به این دما، چگالی آب با کاهش دما شروع به کاهش می کند (نمودار سمت راست).

نکته ششم: بنابراین آب در دمای 4 درجه سانتیگراد بیشترین چگالی خود (1 گرم بر سانتیمتر مکعب) را دارد.

دکتر مهدی نباتی

استاد برند شیمی ایران کنکور

آموزش خصوصی حرفه ای شیمی کنکور و المپیاد شیمی با دبیر برتر شیمی ایران آقای مهدی نباتی استاد شیمی مدارس تیزهوشان

معلم کنکور شیمی تهران مشهد اصفهان کرج شیراز تبریز قم اهواز کرمانشاه ارومیه رشت زاهدان همدان کرمان یزد اردبیل بندرعباس اراک اسلامشهر زنجان قزوین سنندج خرم آباد ، گرگان، ساری، شهریار، شهرستان قدس، کاشان، ملارد، دزفول، نیشابور، بابل، خمینی، شهرستان سبزوار، گلستان، آمل، پاکدشت، نجف آباد، بروجرد، آبادان، قرچک، بجنورد ورامین بوشهر ساوه

تدریس خصوصی آنلاین و حضوری شیمی هفتم و هشتم و نهم

قائم شهر بیرجند نسیم شهر سیرجان خوی ایلام بوکان سمنان فردیس مراغه شاهین شاهین مهاباد ماهشهر بندر رفسنجان گنبد کاووس شاهرود مرودشت کمال شهر

سلام دوستان

در این مقاله به بررسی مفاهیم و تعاریف دما و فصل گرما می پردازیم.

برای دانلود فایل پی دی اف به انتهای مطلب مراجعه کنید.

نویسنده: حسین نودهانی (دانشجوی مهندسی صنایع دانشگاه تهران)

دما: کمیتی است که درجه سردی و گرمی اجسام را تعیین می کند.

دماسنج کمی: هر مشخصه قابل اندازه گیری که با سردی و گرمی جسم تغییر می کند.

دماسنج: کار اصلی دماسنج ها تغییر میزان اندازه گیری دما است.

دماسنج استاندارد:

دماسنج گازی: اساس کار آن بر اساس قانون گاز است.

دماسنج مقاومتی پلاتین: اساس کار آن تغییر مقاومت الکتریکی در هادی ها است.

شمارنده اسپیندل: اساس کار آن تابش گرما است.

دماسنج ترموکوپلی:

در صنعت و آزمایشگاه بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، اما به دلیل دقت پایین تر از دماسنج های بالای مجموعه

دماسنج های استاندارد حذف شده اند.

متغیر اندازه گیری این دماسنج ولتاژ است.

مزیت: 1- به دلیل جرم کم نقطه اتصال، خیلی سریع با دستگاهی که دمای آن اندازه گیری می شود، متعادل می شود.

گرما داره میاد

2- قابل استفاده در مدارهای الکتریکی.

انبساط غیر طبیعی آب:

رفتار آب بین صفر تا چهار درجه سانتیگراد غیر طبیعی است. با افزایش دما از صفر به چهار درجه حجم

آب کاهش می یابد و در نتیجه چگالی آن افزایش می یابد. یا برعکس با کاهش دما از چهار به صفر درجه حجمی

آب افزایش می یابد و چگالی آن کاهش می یابد.

توجه: آب مایع چگال تر از یخ است، بنابراین یخ روی آب شناور است.

گرما :

به دلیل اختلاف دما بین دو جسم، انرژی از جسم گرمتر به جسم سردتر منتقل می شود. به این انرژی منتقل شده توسط اثر

اختلاف دمای بین دو جسم را گرما می گویند.

تعادل: تبادل انرژی از جسم گرمتر به جسم سردتر ادامه می یابد تا زمانی که دمای هر دو جسم یکسان شود و هر دو جسم به تعادل گرمایی برسند.

از دیدگاه میکروسکوپی، آنچه در انتقال حرارت دو جسم اتفاق می‌افتد، کاهش پتانسیل و انرژی جنبشی مربوط به حرکت دایره‌ای اتم‌ها، مولکول‌ها و سایر پیاده‌سازی‌های میکروسکوپی درون جسم داغ و افزایش آن در سرما است. بدن برای رسیدن به تعادل حرارتی

روش های انتقال حرارت:

هدایت حرارتی: اگر ناحیه ای از بدن را گرم کنیم، باعث ارتعاش اتم ها و الکترون های آزاد در آن ناحیه می شود.

این اتم ها و الکترون های ارتعاشی باعث می شوند بخشی از انرژی به اتم ها و الکترون های آزاد مجاور منتقل شود.

در دمای پایین تری قرار دارد.

الکترون های آزاد بیشترین سهم را در انتقال حرارت در روش هدایت دارند.

همرفت: انتقال حرارت در مایعات و گازها که عموماً رسانای خوبی برای گرما نیستند، عمدتاً از طریق همرفت.

انجام خواهد شد.

جابجایی با جابجایی بخشی از خود ماده به دلیل کاهش چگالی سیال با افزایش دما حاصل می شود.

اتفاق می افتد (تفاوت بین مایع سرد و گرم)

همرفت طبیعی: جابجایی طبیعی به دلیل تفاوت چگالی سیال سرد و گرم خود به خود اتفاق می افتد.

به دلیل افزایش دما، سیال چگالی کمتری پیدا می کند و طبق اصل ارشمیدس بالا می رود.

مثال: گرم کردن هوای اتاق، گرم کردن داخل گلدان، جریان باد ساحلی

جابجایی اجباری: سیال با استفاده از پمپ جابجا می شود تا با این حرکت انتقال حرارت ایجاد شود.

مثال: سیستم گرمایش مرکزی یک ساختمان، سیستم خنک کننده موتور خودرو

تابش حرارتی: تابش الکترومغناطیسی از هر جسمی در هر دمایی رخ می دهد و اجسام این تابش حرارتی را جذب می کنند.

تابش در دمای کمتر از 500 درجه سانتیگراد عمدتاً به شکل تابش مادون قرمز است که نامرئی است.

اتفاق می افتد

تابش حرارتی از سطح هر جسم به دما، سطح، درجه پرداخت و رنگ سطح آن جسم بستگی دارد.

آیا او دارد .

سطوح صاف و براق در رنگ های روشن گرمای کمتری از خود می دهند.

ترمیستور: برای تشخیص اشعه مادون قرمز استفاده می شود.

دمنگشت : تصویر بدست آمده از دمانگار نامیده می شود.

تف سنج: به روش های اندازه گیری دما بر اساس تابش گرما، اندازه گیری تف و ابزار

اندازه گیری این روش پین شمار نامیده می شود.

با آرزوی موفقیت