منو
 کاربر Online
788 کاربر online
تاریخچه ی: دما

در حال مقایسه نگارشها

نگارش واقعی نگارش:2


دمای یک سیستم ویژگی است که تعیین می‌کند آیا یک سیستم با سیستم‌های دیگر در تعادل گرمایی قرار دارد یا خیر.




img/daneshnameh_up/2/2b/k1-f2-056.jpg

دید کلی

مفاهیم داغ و سرد برای انسان ، مانند هر موجود زنده دیگر ذاتی است و دمای محیط مجاور را بیلیونها عصبی که به سطح پوسته می‌رسند، به مغز خبر می‌دهند. اما پاسخ فیزیولوژیکی به دما اغلب گمراه کننده است و کسی که چشمش بسته است نمی‌تواند بگوید که آیا دستش با اتوی بسیار داغ ، سوخته یا به وسیله یک تکه یخ خشک شده است. در هر دو حالت احساسی پدید می‌آید، زیرا هر دو عینا پاسخ فیزیولوژیکی به آسیبی هستند که به نسج رسیده است.

یک آزمایش ساده

دو ظرف یکسان انتخاب کرده ، در یکی آب گرم و در دیگری آب سرد بریزید. حال یک دست خود را در آب گرم و دست دیگر را در آب سرد فرو برید. حال هر دو دست را در آب نیم‌گرم وارد کنید. احساس شما چیست؟

قطعا دستی که ابتدا در آب گرم بوده است، آب نیمگرم را سردتر و دست دیگر آن را گرمتر احساس خواهد کرد. بنابراین با این آزمایش ساده می‌توان نتیجه گرفت که قضاوت ما در مورد دما می‌تواند نسبتا گمراه کننده باشد. علاوه بر این گستره حس دمایی ما محدود است و ما به یک معیار معین و عددی برای تعیین دما نیاز داریم.

دماسنج‌های اولیه

نخستین وسیله واقعی علمی برای اندازه‌ گیری دما در سال 1592 توسط گالیله اختراع شد. وی برای این منظور یک بطری شیشه‌ای گردن‌باریک انتخاب کرده بود. بطری با آب رنگین تا نیمه پر شده و وارونه در یک ظرف محتوی آب رنگین قرار گرفته بود. با تغییر دما ، هوای محتوی شکم بطری منبسط یا منقبض می‌شد و ستون آب در گردن بطری بالا یا پایین می‌رفت. در این وسیله ، گالیله توجه نداشت که مقیاس برای سنجش دما بکار ببرد، بطوری که وسیله وی ، بیشتر جنبه دما نما داشت تا جنبه دماسنج.

در سال 1635 ، فردیناند توسکانی ، که به علوم علاقه‌مند بود، دماسنجی ساخت که درآن از الکل استفاده کرد و سر لوله را چنان محکم بست که الکل نتواند تبخیر شود. سرانجام ، در سال 1640 ، دانشمندان آکادمی لینچی ، در ایتالیا ، نمونه‌ای از دماسنج‌های جدیدی را ساختند که در آن جیوه به کار برده و هوا را دست کم تا حدودی ، از قسمت بالای لوله بسته خارج کرده بودند.

توجه به این نکته جالب است که در حدود نیم قرن طول کشید تا دماسنج کاملا تکامل یافت و حال آنکه میان کشف امواج الکترومغناطیسی و ساختن نخستین تلگراف بی‌سیم ، یا میان کشف اورانیوم و نخستین بمب اتمی چند سالی بیشتر طول نکشید.

اندازه‌ گیری دما

برای تعیین یک مقیاس تجربی دما ، سیستمی با مختصات xy را به عنوان استاندارد که ما آن را دماسنج می‌نامیم، انتخاب می‌کنیم و مجموعه قواعدی را برای نسبت دادن یک مقدار عددی به دمای وابسته به هر کدام از منحنیهای همدمای آن ، اختیار می‌کنیم. به هر سیستم دیگری که با دماسنج در تعادل گرمایی باشد، همین عدد را برای دما نسبت می‌دهیم.

قوانین گازها

همان وقت که اسحاق نیوتن در کمبریج درباره نور و جاذبه می‌اندیشید، یک نفر انگلیسی دیگر به نام رابرت بویل ، در آکسفورد سرگرم مطالعه در باب خواص مکانیکی و تراکم‌پذیری هوا و سایر گازها بود. بویل که خبر اختراع گلوله سربی اوتوفون گریکه را شنیده بود، طرح خویش را تکمیل کرد و دست به کار آزمایشهایی برای اندازه ‌گیری حجم هوا در فشار کم و زیاد شد.

نتیجه کارهای وی چیزی است که اکنون به قانون بویل-ماریوت معروف است و بیان می‌کند که حجم مقدار معینی از هر گاز در دمای معین با فشاری که بر آن گاز وارد می‌شود، بطور معکوس متناسب است با فشاری که بر آن گاز وارد می‌شود.

حدود یک قرن بعد ، ژوزف گیلوساک فرانسوی ، در ضمن مطالعه انبساط گازها ، قانون مهم دیگری پیدا کرد که بیان آن این است: فشار هر گاز محتوی در حجم معین به ازای هر یک درجه سانتیگراد افزایش دما ، به اندازه 273/1 حجم اولیه‌اش افزایش می‌یابد. همین قانون را یک فرانسوی دیگر به نام ژاک شارل ، دو سال پیش از آن کشف کرده بود و از این رو اغلب آن را قانون شارل-گیلوساک می‌نامند. این دو قانون مبنای ساخت دماسنجهای گازی قرار گرفت.



img/daneshnameh_up/e/ec/thermometer1.jpg

انواع دماسنجها

دماسنج گازی

جنس ، ساختمان و ابعاد دماسنج در ادارات و موسسات مختلف سراسر دنیا که این دستگاه را بکار می‌برند، تفاوت دارد و به طبیعت گاز و گستره دمایی که دماسنج برای آن در نظر گرفته شده است، بستگی دارد. این دماسنج شامل حبابی از جنس شیشه ، چینی ، کوارتز ، پلاتین یا پلاتین ـ ایریدیم ، ( بسته به گستره دمایی که دماسنج در آن بکار می‌رود )، می‌باشد که به وسیله یک لوله موئین به فشارسنج جیوه‌ای متصل است. این دماسنج براساس دو قانون ذکر شده در مورد گاز کامل کار می‌کند.

دماسنج با مقاومت الکتریکی

دماسنج مقاومتی به صورت یک سیم بلند و ظریف است، معمولا آن را به دور یک قاب نازک می‌پیچند تا از فشار ناشی از تغییر طول سیم که در اثر انقباض آن در موقع سرد شدن پیش می‌آید، جلوگیری کند. در شرایط ویژه می‌توان سیم را به دور جسمی که منظور اندازه گیری دمای آن است پیچید یا در داخل آن قرار داد.

در گستره دمای خیلی پایین ، دماسنجهای مقاومتی معمولا از مقاومتهای کوچک رادیویی با ترکیب کربن یا بلور ژرمانیوم که ناخالصی آن آرسنیک است و جسم حاصل در درون یک کپسول مسدود شده پر از هلیوم قرار دارد، تشکیل می‌شوند. این دماسنج را می‌توان بر روی سطح جسمی که بمنظور اندازه گیری دمای آن است سوار کرد یا در حفرهای که برای این منظور ایجاد شده است، قرار داد.

دماسنج مقاومتی پلاتین را می‌توان برای کارهای خیلی دقیق در گستره 253– تا 1200 درجه سانتیگراد بکار برد.

ترموکوپل

ترموکوپل وسیله دیگری است که برای اندازه‌ گیری دما مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نوع دماسنج از خاصیت انبساط و انقباض اجسام جامد استفاده می‌گردد. گستره یک ترموکوپل بستگی به موادی دارد که ترموکوپل از آن ساخته شده است. گستره یک ترموکوپل پلاتنیوم ـ رودیوم که 10 درصد پلاتینیوم دارد، از صفر تا 1600 درجه سانتیگراد است.

مزیت ترموکوپل در این است که بخاطر جرم کوچک ، خیلی سریع با سیستمی که اندازه‌ گیری دمای آن مورد نظر است، به حال تعادل گرمایی در می‌آید. لذا تغییرات دما به آسانی بر آن اثر می‌کند، ولی دقت دماسنج مقاومتی پلاتین را ندارد.

واحد اندازه‌ گیری دما

  • کلوین: کلوین مقیاس بنیادی دما در علوم است که سایر مقیاسها بر حسب آن تعریف می‌شوند.

  • سلیسیوس یا سانتیگراد: مقیاس سلیسیوس بر اساس نقطه سه گانه آب می‌باشد. اگر t نشان‌دهنده دمای سلیسیوس و T نشان‌دهنده دمای کلوین باشد، در اینصورت داریم: 273.15 - t =T

  • فارنهایت: این مقیاس هنوز هم در بعضی از کشورهای انگلیسی‌زبان به کار می‌رود و در کارهای علمی استفاده نمی‌شود.

مباحث مرتبط با عنوان



دید کلی

  • چگونه باید مسائل آشکار و واضح در علم بررسی می‌شوند؟

  • آیا چیزی که در ظاهر کاملا واضع است، شرط ضروری برای یک اظهار نظر قطعی علمی است؟

  • اگر موضوعات علمی واقعیت امور را مشخص می‌کنند آیا مفهومش این است که به طور -

  • قطعی همه چیز درباره این حقیقت به روشنی قابل تجسم است؟

ضرورت پذیرش درک شهودی در بررسی علمی

هر قدر که پیشرفت در تحقیقات و علوم صورت می‌گیرد، باز هم بسیاری از نقایص باقی می‌ماند. تمام فرضیه‌های علمی از نظر کاربرد محدودیتهایی دارند. چون ریشه این محدودیتها کاملا روشن نیست، بنابراین به کاربردن درک شهودی در زمینه‌های بسیار فراتر از آن به نتایج نادرستی منجر می‌گردد. تا وقتی که این نتایج با مشاهدات و قوانین معتبری نقض نشده‌اند، به عنوان مسائل صحیح و واقعیت علمی به شمار می‌آیند. شعور متعارف در مورد یک دروه معین تاریخی شامل دانش و مفاهیم نادرستی است که به عنوان دانش پذیرفته می‌شود.

در هر حال مفاهیم نادرست غیر قابل اجتناب و در عین حال ضروری هستند. به کار بردن دانش که کامل نیست دشوار است، زیرا چنین دانشی نمی‌تواند یک تصور کلی از پدیده مورد مطالعه را ارائه دهد. البته شعور متعارفی که در اثر تعمیم تجربیات علمی بوجود می‌آید، از شعور متعارفی که بر مبنای اطلاعات علمی می‌باشد، اهمیت دارد.

شعور متعارف و منظومه ارسطو

هنگامی که اولین منظومه جهان ( منظومه ارسطو بطلمیوس تحت قاعده‌ای ایجاد گردید، چه چیز شعور متعارف را تعیین نمود؟ علم برای عرضه آن به چه چیزی متکی بود؟ فقط نتایج حاصل از مشاهده ستارگان ثابت ، حرکت روزانه کره سماوی و مسیرهای حلقوی که توسط سیارات در سال طی می‌شد، نقاط اتکا را تشکیل می‌دادند.
حرکت اجرام آسمانی که از زمین روئیت می‌شوند و به اشتباه واقعیت مطلق پنداشته می‌شد، منشا یکی از پایاترین مفاهیم نادرست ( زمین در مرکز جهان قرار دارد ) گردید.

با این وجود چنین مفهوم نادرستی به وسیله یک مدل ثابت و منطقی جهان به تقویت علم پرداخت و بدین صورت نه تنها حرکت اجرام آسمانی ، بلکه تعیین موقعیتهای بعدی سیارات در میان ستارگان نیز با دقت پیشین امکان‌پذیر شد. اطلاعاتی که در قیاس با مفاهیم درست توسط منظومه ارسطو بطلمیوس تعیین شده ، فقط یک مرحله از ادراک جهان را مشخص ساخت. شعور متعارفی که مفاهیم نادرست نسبتی را به عنوان دانش می‌پذیرفت و دانش جدید را در حکم مفاهیم نادرست می‌شمرد.

کشف قوانین حرکت کپلر

کپلر قوانین چرخش سیارات به دور خورشید را کشف کرد. او ثابت نمود که سیارات در مسیرهای بیضوی با سرعتهای متفاوت در حرکت است. کپلر یک فرض نادرستی را در رسیدن به دلیل حرکت سیارات در نظر می‌گرفت. برای اینکه جسمی به حرکت یکنواخت خود بر خط مستقیمی ادامه دهد، باید پیوسته تحت تاثیر نیرویی قرار بگیرد و او این نیرو را در منظومه خورشیدی جستجو می‌کرد، نیرویی که سیارات را به حرکت وا می‌داشت و به آنها اجازه توقف نمی‌داد. این تصور غلط با کشف اینرسی به توسط گالیله و قوانین اساسی حرکت و قانون جهانی گرانش به توسط نیوتن به پایان رسید. این کشفیات به همراه قوانین کپلر حرکت اجرام آسمانی را به راحتی بررسی می‌نمایند.

سهم شعور متعارف در علم اولیه

فیزیک کلاسیک به این نتیجه رسید که تمام اجسام جهان در فضای نامحدودی وجود دارند و حرکت می‌کنند. مفهوم نادرست دیگری نیز از مکانیک نیوتنی به وجود آمد و آن اینکه تمام پدیده‌های طبیعی بدون استثنا می‌توانند به فرایندهای مکانیکی محض تبدیل شوند، و این مسئله مفاهیم نادرست فضا و زمان مطلق اشتباه بزرگی بود. این مسائل در زمان نیوتن پذیرفته شده بود. کشف اینیشتن درباره نظریه نسبیت در آغاز قرن بیستم مفروضات پذیرفته شده نیوتنی را درباره فضا و خواص هندسی جهانی ، تخریب نمود. از بزرگترین کارهای اینیشتن تعیین ارتباط عمیق بین خواص ماده و هندسه فضا بود. در تمام این مراحل شعور متعارف در کشف پدیده‌ها و قوانین حاکم بر آنها نقش مؤثر داشته است.

آیا شعور متعارف باز هم مورد تایید است

شعور متعارف هم اکنون نیز در علم ادامه دارد و در آینده نیز ادامه خواهد داشت. زیرا اطلاعات ما از جهان همچنان از واقعیت مطلق فاصله دارد. بدین ترتیب "شعور متعارف" یک مفهوم نسبی است و به سطح دانش یک دوره معین بستگی دارد. برای همین دانشمندان در ضمن تلاش برای رسیدن به سطح بالاتری از ادراک جهان ، به طور اجتناب ناپذیری درگیر عقاید پذیرفته شده جاری و شعور متعارف می‌شوند و حتی برخی مسائل را به طور شهودی بررسی و کشف می‌نمایند که نتایج آن بعدها به توسط تجربه بررسی می‌شود.

هر چه پیشرفت علم بخصوص در فیزیک و کیهان شناسی بیشتر باشد، درباره وضوح تجسم خود از جهان و پدیده‌هایش کمتر اطمینان حاصل می‌گردد. فیزیک و کیهان شناسی جدید دنیای عجیبی است که در آن داشتن تصویر واضحی از بسیاری چیزها مشکل و حتی غیر ممکن است. در حالیکه مسیر پر پیچ و تاب علم با موانع و کشفیات حیرت‌آوری که به آسانی به توسط علم شهودی قابل قبول نیستند، پیموده می‌شود. نباید فراموش شود که شعور متعارف هیچگاه بدون مفاهیم نادرست نمی‌باشد.

مباحث مرتبط با عنوان



تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 چهارشنبه 11 مرداد 1391 [07:35 ]   7   admin      جاری 
 شنبه 08 بهمن 1384 [15:09 ]   6   حسین خادم      v  c  d  s 
 پنج شنبه 17 شهریور 1384 [06:33 ]   5   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 شنبه 08 اسفند 1383 [13:10 ]   4   بابک خسروشاهی      v  c  d  s 
 شنبه 21 آذر 1383 [07:53 ]   3   حسین خادم      v  c  d  s 
 سه شنبه 12 آبان 1383 [06:28 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 سه شنبه 05 آبان 1383 [15:21 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..