تبدیلات دمایی – سلسیوس، کلوین و فارنهایت – معلم خصوصی المپیاد شیمی

تدریس خصوصی شیمی المپیاد دکتر مهدی نباتی استاد برند المپیاد شیمی ایران

اساتید المپیاد شیمی المپیادی شو المپیاد طلایی ها کافه تدریس المپیاد شیمی تدریس آنلاین المپیاد شیمی جزوه المپیاد شیمی هزینه کلاس های المپیاد شیمی آموزش شیمی المپیاد

دانش آموزان المپیادی عزیزم، مبحث دما و گرما یکی از مباحث بسیار مهم المپیاد شیمی است که در هر دوره از آزمون های المپیاد شیمی، به طور مستقیم در یک سوال، و به طور غیر مستقیم در چندین سوال (مسائل) مطرح می شوند. به همین خاطر واجب است که این مبحث و همین طور تبدیلات مقیاس های دمایی متفاوت را به خوبی یاد بگیرید.

در این مقاله، به طور کامل این مبحث را باز کرده و تمامی تبدیلات مقیاس های دمایی متفاوت به یکدیگر را برایتان آموزش می دهم.

 

دما و گرما

دما، اندازه سردی یا گرمی است. دما خاصیتی از ماده است که جهت جریان خودبخودی گرما را مشخص می کند.

هنگامی که بین دو شئ با دماهای متفاوت تماس برقرار شود، گرما از شئ گرمتر به شئ سردتر انتقال می یابد تا آنکه هر دو به دمای یکسانی برسند.

در واقع، گرما را می توان به صورت نوعی انرژی تعریف کرد که به طور خود به خود از جسمی در دمای بالاتر به جسمی در دمای پایین تر انتقال می یابد.

 

اندازه گیری دما

اغلب مایعات در اثر افزایش دما منبسط می شوند.

دماسنج جیوه ای به گونه ای طراحی شده است تا از انبساط جیوه برای اندازه گیری دما استفاده شود. چنین دماسنجی شامل حباب کوچکی است که به یک لوله بسیار باریک (موسوم به لوله مویین) وصل شده است. حباب و بخشی از لوله حاوی جیوه است. فضای بالای جیوه هم تخلیه شده و سر لوله نیز مسدود شده است. با افزایش دما ، جیوه منبسط می شود و در لوله مویین بالا می رود.

 

مقیاس های دمایی

الف: مقیاس دمای سلسیوس یا سانتی گراد که بر اساس نقطه انجماد آب (صفر درجه سانتی گراد) و نقطه جوش آب (۱۰۰ درجه سانتی گراد) تعریف شده است.

دمای سلسیوس با نماد θ نماش داده شده و واحد آن درجه سانتی گراد (C) می باشد.

 

ب: مقیاس دمای کلوین که با نماد T نمایش داده شده و واحد آن کلوین بوده و با K نمایش داده می شود.

رابطه بین دمای سلسیوس و دمای کلوین به صورت زیر است:

T = θ + ۲۷۳٫۱۵

 

نکته بسیار مهم: تغییرات دمایی سلسیوس با تغییرات دمایی کلوین برابر است:

ΔT = Δθ

 

ج: مقیاس دمای فارنهایت که با نماد t_F نمایش داده شده و واحد آن فارنهایت بوده و با F نشان داده می شود.

رابطه بین دمای سلسیوس و دمای فارنهایت به صورت زیر است:

t_F = 1.8θ + ۵۷٫۶

 

نکته بسیار مهم: تغییرات دمایی فارنهایت با تغییرات دمایی سلسیوس یا تغییرات دمایی کلوین برابر نیست.

Δt_F ≠ Δθ

Δt_F ≠ ΔT

 

سوال تحلیلی تالیفی

اثبات کنید که  تغییرات دمایی سلسیوس یا تغییرات دمایی کلوین برابر بوده ولی با تغییرات دمایی فارنهایت، برابر نیستند. ( دو دمای ۱۰ و ۲۰ درجه سلسیوس را به عنوان دمای دو نقطه در نظر بگیرید.)

 

پاسخ:

الف: محاسبه تغییرات دمایی سلسیوس:

θ_۱ = ۱۰

θ_۲ = ۲۰

⇓

Δθ = ۲۰ – ۱۰ = ۱۰

 

ب: محاسبه تغییرات دمایی کلوین:

T₁ = 10 + 273.15 = 283.15

T₂ = 20 + 273.15 = 293.15

⇓

ΔT = 293.15 – 283.15 = 10

 

ب: محاسبه تغییرات دمایی فارنهایت:

t_F1 = 1.8×۱۰ + ۵۷٫۶ = ۷۵٫۶

t_F2 = 1.8×۲۰ + ۵۷٫۶ = ۹۳٫۶

⇓

Δt_F = 93.6 – 75.6 = 18

 

بنابراین میتوان نتیجه گیری کلی کرد که:

Δt_F ≠ Δθ = ΔT

 

با آرزوی موفقیت برای شما دانش آموزان المپیادی عزیزم

 

دکتر مهدی نباتی

 

دبیر برند المپیاد شیمی استاد برند المپیاد شیمی مدرس برند المپیاد شیمی معلم برند المپیاد شیمی کلاس برند المپیاد شیمی نخبگان المپیاد شیمی ایران نخبگان شیمی گفتگو با دارنده مدال المپیاد شیمی دبیران المپیاد شیمی ایران تدریس خصوصی دبیر المپیاد شیمی هزینه تدریس خصوصی المپیاد شیمی کلاسهای آمادگی المپیاد شیمی دپارتمان المپیاد شیمی

تدریس خصوصی و گروهی آنلاین و حضوری المپیاد شیمی