درک دما و گرما
دما . مفهوم دما در واقع از احساس گرما و سرما که توسط حس لامسه ما تجربه میشود، سرچشمه میگیرد. بر اساس آنچه حس لامسه ما حس میکند، میگوییم یک جسم از جسم دیگر گرمتر یا یک جسم از جسم دیگر سردتر است. اجسام داغ دمای بالاتری دارند در حالی که اجسام سرد دمای پایینتری دارند. هرچه جسم سردتر باشد، دمای آن پایینتر است. برعکس، هرچه جسم داغتر باشد، دمای آن بالاتر است. این معیار گرمی یا سردی یک جسم، دما نامیده میشود. در مبحث نظریه جنبشی گازها که بعداً در کلاس یازدهم مورد مطالعه قرار خواهد گرفت، معنای دما را عمیقتر درک خواهید کرد؛ چه اتفاقی برای مولکولهای تشکیلدهنده یک جسم میافتد که آن جسم میتواند گرم، گرم، سرد یا سرد احساس شود.
گرما . وقتی اجسام با دماهای مختلف با یکدیگر تماس پیدا میکنند، انتقال گرما، که اغلب گرما نامیده میشود، از جسم با دمای بالاتر به جسم با دمای پایینتر رخ میدهد. انتقال گرما زمانی متوقف میشود که اجسام در تماس به دمای یکسانی برسند. به عنوان مثال، اگر آب گرم را با آب سرد مخلوط کنیم، گرما معمولاً از آب گرم به آب سرد منتقل میشود. وقتی یک اتوی داغ را در آب سرد قرار میدهیم، گرما از اتوی داغتر به آب منتقل میشود. هنگامی که اتو و آب به دمای یکسانی میرسند، جریان گرما متوقف میشود. وقتی پزشک یا پرستار دماسنجی را به بدن شما وصل میکند، گرما از بدن شما به دماسنج منتقل میشود. انتقال گرما زمانی متوقف میشود که بدن شما و دماسنج به دمای یکسانی رسیده باشند. اگر دماسنج مورد استفاده دماسنج جیوهای باشد، وقتی بدن شما و دماسنج به دمای یکسانی میرسند، سطح جیوه از حرکت باز میایستد. عددی که روی سطح جیوه نشان داده شده است، دمای بدن شما در آن زمان است.
به طور طبیعی، گرما به طور طبیعی از اجسام با دمای بالا به اجسام با دمای پایین منتقل میشود. انتقال گرما تمایل دارد دمای اجسام در تماس با یکدیگر را یکسان کند. در قرن هجدهم، فیزیکدانان گمان میکردند که جریان گرما، حرکت یک سیال است، نوعی سیال نامرئی (سیال مادهای است که میتواند جریان یابد. سیالات شامل مایعات و گازها میشوند. آب (مایع) سیال است زیرا میتواند جریان یابد. هوا نیز سیال است زیرا میتواند جریان یابد). این سیال کالریک نامیده شد . نظریه کالریک دیگر مورد استفاده قرار نگرفت زیرا بر اساس نتایج تجربی، وجود این کالریک قابل اثبات نبود. در قرن نوزدهم، یک فیزیکدان انگلیسی به نام جیمز پرسکات ژول (1818-1889) نحوه گرم کردن آب در یک ظرف با استفاده از چرخ همزن را بررسی کرد و گرم شدن آب به دلیل چرخش چرخ همزن را با گرم شدن آب در ظرفی که توسط شعله یا منبع الکتریکی لمس میشود، مقایسه کرد. ژول بر اساس آزمایشهای خود نتیجه گرفت که گرما انرژی نیست (گرما نوع خاصی از انرژی مانند انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل، انرژی شیمیایی و غیره نیست). گرما انرژی منتقل شده به دلیل اختلاف دما است. بنابراین، هنگامی که گرما از یک جسم با دمای بالا به یک جسم با دمای پایین جریان مییابد، در واقع انرژی از جسم با دمای بالا به جسم با دمای پایین منتقل میشود. این انتقال انرژی زمانی متوقف میشود که اجسام در تماس به دمای یکسان یا تعادل حرارتی برسند.
