نمک طعام

می توانید گوله ی نمک باشید
 
الرئيسيةالرئيسية  پرسشهاي متداولپرسشهاي متداول  جستجوجستجو  ثبت نامثبت نام  ليست اعضاليست اعضا  گروههاي کاربرانگروههاي کاربران  ورود  

شاطر | 
 

 دماسنج

مشاهده موضوع قبلي مشاهده موضوع بعدي اذهب الى الأسفل 
نويسندهپيام
مهمان
مهمان



پستعنوان: دماسنج   الجمعة ديسمبر 28, 2007 9:50 am

دماسنج‌هاي اوليه
نخستين وسيله واقعي علمي براي اندازه‌ گيري دما در سال 1592 توسط گاليله اختراع شد. وي براي اين منظور يک بطري شيشه‌اي گردن‌باريک انتخاب کرده بود. بطري با آب رنگين تا نيمه پر شده و وارونه در يک ظرف محتوي آب رنگين قرار گرفته بود. با تغيير دما ، هواي محتوي شکم بطري منبسط يا منقبض مي‌شد و ستون آب در گردن بطري بالا يا پايين مي‌رفت. در اين وسيله ، گاليله توجه نداشت که مقياس براي سنجش دما بکار ببرد، بطوري که وسيله وي ، بيشتر جنبه دما نما داشت تا جنبه دماسنج.

در سال 1635 ، فرديناند توسکاني ، که به علوم علاقه‌مند بود، دماسنجي ساخت که درآن از الکل استفاده کرد و سر لوله را چنان محکم بست که الکل نتواند تبخير شود. سرانجام ، در سال 1640 ، دانشمندان آکادمي لينچي ، در ايتاليا ، نمونه‌اي از دماسنج‌هاي جديدي را ساختند که در آن جيوه به کار برده و هوا را دست کم تا حدودي ، از قسمت بالاي لوله بسته خارج کرده بودند.

توجه به اين نکته جالب است که در حدود نيم قرن طول کشيد تا دماسنج کاملا تکامل يافت و حال آنکه ميان کشف امواج الکترومغناطيسي و ساختن نخستين تلگراف بي‌سيم ، يا ميان کشف اورانيوم و نخستين بمب اتمي چند سالي بيشتر طول نکشيد.
اندازه‌ گيري دما
براي تعيين يک مقياس تجربي دما ، سيستمي با مختصات xy را به عنوان استاندارد که ما آن را دماسنج مي‌ناميم، انتخاب مي‌کنيم و مجموعه قواعدي را براي نسبت دادن يک مقدار عددي به دماي وابسته به هر کدام از منحنيهاي همدماي آن ، اختيار مي‌کنيم. به هر سيستم ديگري که با دماسنج در تعادل گرمايي باشد، همين عدد را براي دما نسبت مي‌دهيم.
قوانين گازها
همان وقت که اسحاق نيوتن در کمبريج درباره نور و جاذبه مي‌انديشيد، يک نفر انگليسي ديگر به نام رابرت بويل ، در آکسفورد سرگرم مطالعه در باب خواص مکانيکي و تراکم‌پذيري هوا و ساير گازها بود. بويل که خبر اختراع گلوله سربي اوتوفون گريکه را شنيده بود، طرح خويش را تکميل کرد و دست به کار آزمايشهايي براي اندازه ‌گيري حجم هوا در فشار کم و زياد شد.
نتيجه کارهاي وي چيزي است که اکنون به قانون بويل-ماريوت معروف است و بيان مي‌کند که حجم مقدار معيني از هر گاز در دماي معين با فشاري که بر آن گاز وارد مي‌شود، بطور معکوس متناسب است با فشاري که بر آن گاز وارد مي‌شود.
حدود يک قرن بعد ، ژوزف گيلوساک فرانسوي ، در ضمن مطالعه انبساط گازها ، قانون مهم ديگري پيدا کرد که بيان آن اين است: فشار هر گاز محتوي در حجم معين به ازاي هر يک درجه سانتيگراد افزايش دما ، به اندازه 273/1 حجم اوليه‌اش افزايش مي‌يابد. همين قانون را يک فرانسوي ديگر به نام ژاک شارل ، دو سال پيش از آن کشف کرده بود و از اين رو اغلب آن را قانون شارل-گيلوساک مي‌نامند. اين دو قانون مبناي ساخت دماسنجهاي گازي قرار گرفت.

انواع دماسنجها
دماسنج گازي
جنس ، ساختمان و ابعاد دماسنج در ادارات و موسسات مختلف سراسر دنيا که اين دستگاه را بکار مي‌برند، تفاوت دارد و به طبيعت گاز و گستره دمايي که دماسنج براي آن در نظر گرفته شده است، بستگي دارد. اين دماسنج شامل حبابي از جنس شيشه ، چيني ، کوارتز ، پلاتين يا پلاتين ـ ايريديم ، بسته به گستره دمايي که دماسنج در آن بکار مي‌رود )، مي‌باشد که به وسيله يک لوله موئين به فشارسنج جيوه‌اي متصل است. اين دماسنج براساس دو قانون ذکر شده در مورد گاز کامل کار مي‌کند.
دماسنج با مقاومت الکتريکي
دماسنج مقاومتي به صورت يک سيم بلند و ظريف است، معمولا آن را به دور يک قاب نازک مي‌پيچند تا از فشار ناشي از تغيير طول سيم که در اثر انقباض آن در موقع سرد شدن پيش مي‌آيد، جلوگيري کند. در شرايط ويژه مي‌توان سيم را به دور جسمي که منظور اندازه گيري دماي آن است پيچيد يا در داخل آن قرار داد.

در گستره دماي خيلي پايين ، دماسنجهاي مقاومتي معمولا از مقاومتهاي کوچک راديويي با ترکيب کربن يا بلور ژرمانيوم که ناخالصي آن آرسنيک است و جسم حاصل در درون يک کپسول مسدود شده پر از هليوم قرار دارد، تشکيل مي‌شوند. اين دماسنج را مي‌توان بر روي سطح جسمي که بمنظور اندازه گيري دماي آن است سوار کرد يا در حفرهاي که براي اين منظور ايجاد شده است، قرار داد.

دماسنج مقاومتي پلاتين را مي‌توان براي کارهاي خيلي دقيق در گستره-253 تا 1200 درجه سانتيگراد بکار برد.
ترموکوپل
ترموکوپل وسيله ديگري است که براي اندازه‌ گيري دما مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در اين نوع دماسنج از خاصيت انبساط و انقباض اجسام جامد استفاده مي‌گردد. گستره يک ترموکوپل بستگي به موادي دارد که ترموکوپل از آن ساخته شده است. گستره يک ترموکوپل پلاتنيوم ـ روديوم که 10 درصد پلاتينيوم دارد، از صفر تا 1600 درجه سانتيگراد است.

مزيت ترموکوپل در اين است که بخاطر جرم کوچک ، خيلي سريع با سيستمي که اندازه‌ گيري دماي آن مورد نظر است، به حال تعادل گرمايي در مي‌آيد. لذا تغييرات دما به آساني بر آن اثر مي‌کند، ولي دقت دماسنج مقاومتي پلاتين را ندارد.
واحد اندازه‌ گيري دما
• کلوين: کلوين مقياس بنيادي دما در علوم است که ساير مقياسها بر حسب آن تعريف مي‌شوند.
• سليسيوس يا سانتيگراد: مقياس سليسيوس بر اساس نقطه سه گانه آب مي‌باشد. اگر t نشان‌دهنده دماي سليسيوس و T نشان‌دهنده دماي کلوين باشد، در اينصورت داريم: 273.15 - t =T
• فارنهايت: اين مقياس هنوز هم در بعضي از کشورهاي انگليسي‌زبان به کار مي‌رود و در کارهاي علمي استفاده نمي‌شود
ترموکوپل
ترموکوپل يا کوپل ترموالکتريک ، نوعي مولد الکتريسته که با استفاده از ترموالکتريکي جريان الکتريکي ضعيفي ايجاد مي‌کند. ترموکوپل از دو ميله فلزي غير هم جنس رسانا يا نيم رسانا ساخته شده است که از يک سر به هم جوش داده شده‌اند و دو سر ديگر آنها بوسيله حساس مانند گالوانومتر متصل است. با گرم شدن محل اتصال ، جريان ضعيفي از مدار عبور مي‌کند.


بيان فيزيکي ترموکوپل
ترموکوپل ، دماسنج افتراقي (يا ديفرانسيلي) است که خروجي آن به صورت ولتاژ است. به بيان فيزيکي‌تر ، ترموکوپل حس کننده‌اي است که در آن از دو ماده با اثرهاي زبک مختلف براي تبديل اختلاف دما به اختلاف ولتاژ استفاده مي‌شود. ولتاژ باز V12 چنين است:
V12 = ∫ {SA (T) - Ss (T)} DT

که در آن SmT اثر زبک يا توان گرمايي ماده m در دماي T و iT دماي ناحيه همدما است. براي مواد همگن و نواحي کاملا همه ما V12 به چگونگي تغيير دما بين T1 و T2 بستگي ندارد و فقط اختلاف دماست که اهميت دارد. مثلا اگر از دو ترموکوپل يکسان استفاده کنيم که براي يکي از آنها وسط ماده B در دماي کوره‌اي داغ و براي ديگري وسط ماده B در دماي مايعي بسيار سرد قرار داشته باشد، ولتاژ حاصل در دو ترموکوپل يکسان خواهد بود.
آرايش کاربردي ترموکوپل
• با رعايت تعدادي نکات احتياطي همان نتايج آرايشي آرماني را بدست خواهد داد. اول اينکه هيچگونه گراديان دماي نبايد در پيوند گاه A-B که در دماي T2 قرار دارد، موجود باشد. اگر مواد را به شکل سيم در آوريم و اتصال گرمايي خوبي در پيوندگاه و قسمتي از هر دو سيم با نمونه اندازه گيري شونده برقرار کنيم، اين شرط برآورده مي‌شود.
• دوم از آنجا که سيم هاي مختلفي در T1 که ولتاژ آن اندازه گيري مي‌شود قرار مي‌گيرند. لازم است که T1 ناحيه دما با دماي مشخص باشد. پيشتر اين شرط را با متصل کردن ترموکوپل ولت سنج به مخزنهاي گرمايي مربع ، مانند مخلوط هم زده‌اي از يخ و آب يا مايع زمزاييک در حال جوش برآورده مي‌کردند. ابزارهاي جديد اين اتصالها را در نواحي که دماي آنها به صورت الکتريکي کنترل مي‌شود برقرار مي‌کنند.
• سوم اينکه لازم است توان گرمايي موادي که ترموکوپلي مي‌دهند، بر اثر تغيير دما در گستره‌اي از دما که مورد اندازه گيري است يا بر اثر ناخالصيهايي که ممکن است در محيط اندازه گيري شونده موجود باشد، تغيير نکند. يکي از راههاي ممکن براي نقص اين شرط اکسيد شدن مواد يا هر دو ماده است.

کاربرد آلياژهاي ترموکوپل
بکار بردن آلياژهاي فلزات واسطه به عنوان مواد تشکيل دهنده ترموکوپل همه شرايط را به خوبي برآورده مي‌کند. ترموکوپلي که از دو آلپاژ يکي با توان گرمايي مثبت و ديگري با توان گرمايي منفي ساخته شده است. به ازاي اختلاف دماي مشخص ولتاژ خروجي يا حساسيت بيشتري خواهد داشت.
ترموکوپل مرکب
ترموکوپل مرکب يا ترموکوبيل ، مجموعه‌اي از چند ترموکوپل است که از نظر گرمايي به صورت موازي و از نظر الکتريکي به صورت متوالي با يکديگر متصلند، از ترموکوپلهاي مرکب در مواردي استفاده مي‌شود که به ولتاژهاي بيشتري نياز باشد. آشکارسازي اختلاف دماي ناشي از توان اپتيکي و طراحي چشمه‌هاي ولتاژ دو نمونه از اين موارد است.
منابع:
سايت:www.Roshd.ir
سايت:www.daneshnamehrosh.ir
مجله اطلاعات علمي
بازگشت به بالاي صفحه اذهب الى الأسفل
 
دماسنج
مشاهده موضوع قبلي مشاهده موضوع بعدي بازگشت به بالاي صفحه 
صفحه 1 از 1

صلاحيات هذا المنتدى:شما نمي توانيد در اين بخش به موضوعها پاسخ دهيد
نمک طعام :: درسی :: تحقیقات دیگر دروس-
پرش به: