واحدهای اندازه گیری دما

دما یکی ازویژگیهای ماده و معیاری برای سنجش میزان گرمی و سردی اجسام است که تمامابه انرژی درونی ماده بستگی دارد. بدین معنی که هرچه انرژی گرمایی اجسام بیشتر باشد دمای آنها بیشتر است.درنتیجه اجسام در دمای بالا گرم ودر دمای پایین سرد هستند.

جهت اندازه گیری واحدهای مختلف دما ازابزاری بنام دماسنج استفاده میشود. دماسنجها انواع گوناگونی دارند واز روشهای مختلفی جهت اندازه گیری دما استفاده میکنند. مانند دماسنج جیوه ای ویا الکلی که میزان انبساط مایع درون آن مبنای اندازه گیری دما میباشد.

برای دما نیز مانند هرویژگی دیگر ماده واحدهای اندازه گیری مختلفی تعریف شده مانند درجه سلسیوس یا سانتیگراد درجه فارنهایت و کلوین که درادامه توضیح مختصری دررابطه باهریک خواهد آمد.

درجه سانتیگراد

واحد اندازه گیری سلسیوس وبه سانتیگراد نیز معروفست توسط اندروش سلسیوس (Anders Celsius) ارائه شد.این واحد یکی از واحدهای اندازه گیری دما درسیستم SI بوده و بعنوان معیاری درسنجش دما دراکثر کشورهابه کار میرود. مبنای این واحد دما دو نقطه ذوب یخ بعنوان دمای صفر درجه و نقطه جوش آب بعنوان دمای 100درجه درفشار یک اتمسفر است. بدین ترتیب د سیستم دماسنجی براساس واحد سانتیگراد، فاصله دمایی میان نقطه انجماد و جوش آب صد درجه مساوی تقسیم میگردد.

درجه فارنهایت

فارنهایت واحد اندازه گیری دما درسیستم انگلیسی است وبه افتخار مبتکر آن گابریل دنیل فارنهایت (Daniel Gabriel Fahrenheit) نامگذار شده است. گرچه فارنهایت درگذشته واحد اندازه گیری رایج و متدوال دما بوده امادر حال حاضر کاربرد آن محدودتر ازگذشته بوده و فقط دربرخی کشور ها مانند ایالات متحده امریکا ازاین واحد اندازه گیری استفاده میشود .

در درجه فارنهایت سه نقطه مبنا جهت اندازه گیری دما وجود دارد. یکی دمای تعادل مخلوط آب و یخ و آمونیوم کلرید (NH₄Cl) بانسبت برابرکه معادل صفر درجه فارنهایت است و دومی دمای تعادل گرمایی مخلوط آب و یخ میباشدکه برابر 32 درجه فارنهایت درنظر گرفته میشود. دمای بدن انسان سالم نیز با 98.6 درجه فارنهایت سومین نقطه مرجع میباشد. بکمک تغییراتی که بعدها دانشمندان دراین مقیاس ایجاد کردند، نقطه ذوب یخ دقیقابرابر 32 درجه و دمای جوش آب برابر 212 درجه فارنهایت میباشد و فاصله میان این دو دما به 180 واحد مساوی تقسیم شده است.این تغییرات باعث شد تا دمای بدن انسان حدود 98 درجه فارنهایت درمدل اصلاح شده بدست آید.

یکای کلوین

کلوین (K) یکی ازهفت واحد اندازه گیری اصلی سیستم SI یا سیستم متریک است واین نام رابه احترام ویلیام تامسون (William Thomson) که بانام لُرد کلوین (Lord Kelvin) مشهوراست بر آن نهاده اند.

نقطه صفر در واحد اندازه گیری کلوین برابربا صفر مطلق است. دمای صفر مطلق باتوجه به نظریه‌های اثبات شده درمکانیک آماری و ترمودینامیک پایین ‌ترین دمای ممکن است. درواقع دراین دما آنتروپی و آنتالپی صفر شده و انرژی جنبشی ذرات حداقل میشود.به همین جهت کلوین را یک واحد اندازه گیری مطلق برای دما درنظر میگیرند. هریک واحد کلوین برابربا یک درجه سانتیگراد است و صفر کلوین برابربا 273.15- واحد کلوین میباشد. لازم بذکراست واحد اندازه گیری دیگری نیز بنام رنکین توسط دانشمندی باهمین نام ارائه شدکه مبنای آن صفر مطلق و فاصله درجات آن با فارنهایت یکسان بود.

فرمول تبدیل واحدهای دما

از آنجاکه واحدهای دما امروزه کاربرد بسیار زیادی درزندگی دارند لذا تبدیل واحدهای اندازه گیری دما به یکدیگر یکی ازمسایل مهم است.

برای تبدیل فارنهایت به سانتیگراد ویا تبدیل سانتیگراد به فارنهایت میتوانیداز فرمول زیر استفاده نمایید:

T_F=1.8×T_C+32

همچنین فرمول زیردر ارتباط با تبدیل کلوین به سانتی گراد و برعکس است:

T_C=T_K-273.15

با استفاده ازروابط فوق میتوان واحدهای مختلف دما را به یکدیگر تبدیل نمود.