نام و نام خانوادگی:            محمد مهدی محمودی وند                                              تاریخ آزمایش:22/07/1392  

عنوان: اندازه گیری دما                                    هدف: اندازه گیری دمای آب

تئوری:

دما
دما يكي از عناصر اساسي شناخت هوا مي باشد، با توجه به دريافت نامنظم انرژي خورشيدي توسط زمين، دماي هوا در سطح زمين داراي تغييرات زيادي است كه اين تغييرات به نوبه خود سبب تغييرات ديگري در ساير عناصر هوا مي گردد. دماي هوا را به وسيله دماسنج اندازه گيري مي كنند.

انواع دماسنج ها

 -1 دماسنج معمولي استاندارد(Thermometer)
اين دماسنج يك لوله بسيار باريك شيشه اي مسدود است كه در انتهاي آن محفظه اي تعبيه و از جيوه يا الكل پر شده است. در داخل لوله دماسنج خلاء كامل وجود دارد. گرم و سرد شدن مخزن باعث گرم و سردشدن مايع درون مخزن شده و متعاقب آن باعث بالا و پايين رفتن مايع در داخل مخزن شيشه اي مي شود، با مشاهده سطح مايع در داخل لوله دماسنج و قرائت عددي كه روي بدنه شيشه نوشته شده است دماي هوا در آن لحظه مشخص مي شود.

 -2 دماسنج حداكثر (Max-Thermometer)
اغلب نياز است علاوه بر دماي معمولي هوا حداكثر دمايي كه در طول يك دوره معين مثلاً يك شبانه روز اتفاق افتاده است نيز اندازه گيري و تثبيت شود به اين منظور از دماسنج حداكثر استفاده مي كنند. اين نوع دماسنج با يك تفاوت جزيي تقريبا مشابه دماسنج هاي معمولي است به اين صورت كه لوله مويين آن در محلي كه به مخزن منتهي مي شود بسيار باريك شده است. هنگامي كه دما زياد مي شود جيوه داخل مخزن منبسط شده و نيروي حاصل مي تواند باعث راندن جيوه از داخل مجراي باريك بالاي مخزن به قسمت بالاي لوله گردد به اين ترتيب ارتفاع جيوه در داخل مخزن بالا مي رود و با كاهش دما مايع داخل مخزن منقبض مي شود ولي باريك بودن لوله از برگشت مايع به داخل مخزن جلوگيري مي كند و سطح مايع در داخل لوله در محلي كه بالاترين دماي قبلي اتفاق افتاده است باقي مي ماند بنابراين سطح فوقاني جيوه نشان دهنده حداكثر دماي اتفاق افتاده است.

 -3 دماسنج حداقل (Minimum Thermometer)
دماسنج هاي حداقل براي تثبيت پايين ترين دماي اتفاق افتاده در يك دوره معين به كار مي رود دماسنج هاي حداقل مشابه دماسنج هاي معمولي است با اين تفاوت كه مايع داخل مخزن اين نوع دماسنج به جاي جيوه از مايعات رقيق تر مانند الكل استفاده مي شود. به علاوه در داخل لوله مويين يك سوزن شيشه اي كه دو سر آن گرد مي باشد رها گرديده كه به عنوان شاخص از آن استفاده مي شود، وقتي دماي هوا كاهش مي يابد با انقباض مايع سطح بالاي الكل در داخل لوله مويين با اعمال نيروي كشش سطحي شاخص سوزني را نيز به طرف پايين مخزن حركت مي دهد با افزايش دما مجدداً الكل در داخل لوله مويين از اطراف سوزن عبور كرده و به طرف بالا صعود مي كند اما سوزن در پايين ترين محلي كه قبلا در اثر كشش سطحي پايين آمده بود باقي مي ماند.

بنابراين قسمت بالايي شاخص شيشه اي پايين ترين دمايي را كه اتفاق افتاده است نشان مي دهد در حالي كه انتهاي سطح الكل در بالاي لوله دماي لحظه اي هوا را نشان مي دهد.

 -4 دماسنج حداقل - حداكثر (Min-Max Thermometer)

اين دماسنج تركيبي از دو دماسنج حداقل و حداكثر مي باشد، اين دماسنج از يك لوله شيشه اي U شكل ساخته شده است كه دو انتهاي آن مسدود مي باشد. قسمت پاييني لوله U شكل با جيوه پر شده است. علاوه بر جيوه قسمت بالايي لوله قسمت چپ به طور كامل از الكل پر شده است اما نصف حجم لوله سمت راست كه انتهاي آن به صورت يك مخزن گشاد شده مي باشد از الكل پر شده است و نصف ديگر آن از يك نوع گاز پر شده است. در بالاترين سطح جيوه و در داخل الكل در هر دو ستون شاخص هاي شيشه اي رنگي كه يك سوزن در وسط آن تعبيه شده است وجود دارد در اثر گرم و سرد شدن و متعاقب آن انبساط و انقباض سطح جيوه بالا و پايين مي رود. بالاترين حدي كه جيوه در شاخه سمت چپ بالا رفته است دماي حداقل و بالاترين حدي كه جيوه در شاخه سمت راست بالا رفته دماي حداكثر را نشان مي دهد.

 -5 دمانگار(Thermograph)

دمانگار يك وسيله كاملاً مكانيكي است و با استفاده از يك عنصر فلزي كه انحناي آن با دما تغيير مي كند ساخته شده است يك طرف عنصر فلزي حساس به تغييرات دما كه داراي انحنا مي باشد به بازوي اهرم طويل و متحركي بسته شده است كه اين بازو ممكن است مستقيماً دما را از روي يك مقياس ساده درجه بندي شده نشان دهد و يا اينكه انتهاي بازو به يك قلم ثبات متصل گردد. با تغيير دماي هوا انحناي فلز تغيير مي كند و اين امر با توجه به نحوه تغييرات دما باعث انحراف قلم در انتهاي بازوي مكانيكي به طرف بالا و پايين در روي كاغذ گراف مي گردد و دماها ثبت مي شوند.

شرح:

دو دماسنج می آوریم و روی شماره های یکی از دماسنج ها را با چسب کاغذی می گیریم به طوری که شماره ها معلوم نباشد و جیوه درون دماسنج دیده شود. سپس دو دماسنج را به هم با چسب کاغذی می چسبانیم. حال دو بشر می آوریم که یکی از آن ها بزرگتر از آن یکی باشد. سپس درون بشر کوچکتر تا یک سوم آب می ریزیم و در بشر دیگر تا آن جایی که جا دارد به طوری که بشر اولی درون آن جا شود پر از یخ می کنیم. بعد بشر اولی را درون بشر دومی می گذاریم؛ به طوری یخ باید درون بشر دومی باشد که یخ از آب درون بشر اولی کمی بالاتر قرار بگیرد. حال کمی نمک روی یخ ها می ریزیم تا هم یخ ها کمی آب شوند و هم دمای آن ها زودتر پایین تر بیایند. حال دماسنج ها را به گیره وصل می کنیم و بشر را زیر دماسنج ها قرار می دهیم به طوری که دماسنج درون و نزدیک به کف آب بشر اولی باشد. حال صبر می کنیم تا دمای بشر به صفر درجه یا به جایی برسد که بعد از چند دقیقه دمایی که روی دماسنج می خوانیم دیگر پایین نرود و در یک نقطه ای ثابت قرار بگیرد. بعد از 10 الی 20 دقیقه دیگر مایع درون دماسنجی که روی آن چسب زده ایم تکان نمی خورد و وقتی که روی آن دماسنج دیگر نگاه می کنیم می بینیم که دمای آن حدود 3_ را نشان می دهد. حال همان جایی که دماسنج چسب خورده نشان می دهد را با خودکار علامت گذاری می کنیم. بعد بشر اولی را از درون بشر دومی بیرون می آوریم و بشر را در دمای محیط قرار می دهیم و در همین حال هر 20 درجه ای که دمای بشر بالاتر رفت روی دماسنجی که چسب خورده است علامت گذاری می کنیم. پس از چند دقیقه دمای دماسنج دمای محیط را نشان می دهد و در این حالت چراغ گاز را روشن می کنیم و بشر را روی سه پایه و توری قرار می دهیم به طوری که چراغ گاز زیر بشر قرار گیرد. حال دماسنج را به کمک گیره درون بشر قرار می دهیم و هر 20 درجه ای که دمای آن بالاتر آمد علامت میزنیم. پس از گذشت چند دقیقه آب درون بشر به جوش در می آید و مایع درون دماسنج هم دیگر تکان نمی خورد. حال همان جایی که مایع درماسنجی که چسب خوره تکان نمی خورد را علامت میزنیم. حال دماسنج را در دمای محیط قرار می دهیم. پس از چند دقیقه که دمای دماسنج پایین آمد، یک خط کش می آوریم و ارتفاع مایع را از سطح اندازه گیری می کنیم و هر 20 درجه ای که اندازه گیری کرده ایم را هم اندازه گیری می کنیم تا دمایی که آب به جوش آمد و در جدول می نویسیم. حال می توانیم از 0 تا 100 درجه ی دماسنجی را که درست کرده ایم به 100 قسمت تقسیم کنیم و یک دماسنج درست کنیم. حال با استفاده از فرمول و جدول روبرو می توانیم هر دمایی را بر اساس دمایی که داریم و ارتفاعی که خوانده ایم بدست آوریم.

نمودار، مشاهده، جدول:

جدول دما و ارتفاع

نتیجه گیری: نتیجه می گیریم که با این آزمایش می توان یک دماسنجی برای خودمان درست کنیم و بر اساس محاسبات و فرمول دماهایی که لازم داریم را بدست آوریم.

محاسبات:

          T=ax+b

                     0=a×2.6+b                 0=2.6 a + b                                     a  =   -20

     20=a×3.7+b        -1   -20=-3.7a-b           -20=-1a                     -1               a=20

20=3.7×20+b

20=74+b

b=20-74

b=-54

مثال ها

T=ax +b                                                                      T=ax +b

T=20×5.5 -54                                                           T=20×6.5-54

T=110-54                                                                   T=130-54

T=56                                                                            T=76

خطا: 1- اشتباه خواندن     2- اشتباه دیدن     3- اشتباه در فرمول ها

مرجع: سایت ویکی پدیا

نظرات شما عزیزان:

ناشناس

ساعت22:41---23 شهريور 1393

[وب سایت]

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: