دما چیست؟

دماچیست :

دما، یک کمیّت فیزیکی و نسبی است که میزان گرمی و سردی را مشخص می کند و با دماسنج قابل اندازه گیری است. اگر دو جسم دارای دمای متفاوت باشند،گرما از جسم با دمای بیشتر به جسم با دمای کمتر منتقل م ‌شود تا هنگامی که دمای دو جسم به تعادل برسد.

ممکن است در جابه جایی گرمایی، جسم دارای دمای بیشتر، مجموع انرژی گرمایی کمتری داشته باشد، اما باز هم گرما از دست بدهد و جسم دارای دمای کمتر مجموع انرژی گرمایی بیشتری داشته باشد، اما باز هم گرما دریافت کند.

یکاهای گوناگونی برای دما تعریف شده اند. در دستگاه بین المللی از یکای کلوین استفاده می‌شود؛ ولی یکاهای دیگری مانند سلسیوس و فارنهایت رانکین نیز برای دما به کار می روند.

اندازه گیری دما با استفاده از دماسنج انجام می‌شود. انواع مختلف دماسنج وجود دارند که از روش‌های گوناگون برای اندازه گیری دما استفاده می‌کنند. برای نمونه، اندازه گیری دما دردماسنج جیوه ای با بهره گیری از ویژگی انبساط گرمایی جیوه انجام می شود.

تغییر دمای یک جسم یا یک محیط مادی با فرایند تبدیل انرژی انجام می‌شود. برای نمونه، اتلاف انرژی مکانیکی در اثر اصطکاک منجر به افزایش دما می شود. از سوی دیگر، سرد کردن گازها با انبساط گاز (که انرژی گرمایی به کار تبدیل می‌شود) انجام می‌شود.

دما یک ویژگی ماده است که وابسته به انرژی گرمایی آن است. هر چه انرژی گرمایی ماده ای افزایش یابد، دمای آن نیز افزایش پیدا می کند. دما به عنوان میزان گرم بودن یک ماده تعریف می شود. به بیان دیگر، میان دو ماده با دمای متفاوت، ماده ای که گرمای بیشتری داشته باشد، دمای آن نیز بالاتر است.  برای اندازه گیری دمای مواد، یکاهای مختلفی تعریف می‌شوند.

سیلیسوس :

یکای سلسیوس که به افتخار آندرش سلسیوس نام گذاری شده و با نماد C° نشان داده می شود، متداول ترین یکای مورد استفاده در حال حاضر است. این یکا پیش تر با نام سانتی گراد شناخته می شد که ترکیب دو واژه سانتی (به لاتین: centum) ( به معنی صد) و گراد (به لاتین: gradius) ( به معنی درجه) است. مبنای این یکا، نقطه انجماد و جوش آب هستند. نقطه انجماد آب برابر دمای صفر درجه و نقطه جوش آن برابر دمای صد درجه سانتی گراد تعریف شده است.

فارنهایت :

فارنهایت بانماد F°، یکای دیگری برای دما است که در گذشته، در بسیاری از کشورها به کار گرفته می شد واکنون در کشورهای اندکی از جمله ایالات متحده آمریکا همچنان به عنوان یکای اصلی اندازه گیری دما به کار می رود.نقطه صفری که گابریل دنیل فارنهایت انتخاب کرد عبارت بود از دمای تعادل گرمایی مخلوطی با نسبت برابر از یخ، آب و آمونیوم کلرید (که مقدار آن برابر ۱۷٫۷۸- سلسیوس است). همچنین دو نقطه مرجع دیگر را دمای تعادل گرمایی مخلوط آب و یخ (دمای صفر درجه سلسیوس) به معادل ۳۲ فارنهایت و دمای بدن انسان معادل ۹۶ فارنهایت در نظر گرفت. فارنهایت دریافت که دمای جوش آب با این یکا برابر ۲۱۲ درجه است

کلوین :

یکای اصلی دما در سیستم متریک، کلوین با نماد K استو یکای مطلق دما نامیده می شود. زیرا نقطه صفر آن، صفر مطلق است و دمایی پایین تر از آن وجود ندارد. به عبارت دیگر، درصفر کلوین هیچ گرمایی وجود ندارد و ذرات ماده از حرکت (که نشان دهنده میزان انرژی گرمایی ذره است) بازمی ایستند. نرخ تغییرات کلوین، معادل با درجه سلسیوس است و صفرآن برابر ۲۷۳٫۱۵- درجه سلسیوس است. برخلاف دو یکای سلسیوس و فارنهایت که با درجه(°)مشخص می‌شوند، یکای کلوین فقط به صرف گفتن کلوین مشخص می شود. برای مثال ۲۷۳ «کلوین» معادل با ۰ «درجه سلسیوس» است

درجه رانکین :

مقیاس رانکین یک مقیاس دمای مطلق است که مانند کلوین از صفر مطلق به عنوان نقطه شروع استفاده می کند. تفاوت اصلی بین رانکین و کلوین این است که افزایش یک درجه ای رانکین برابر با افزایش یک درجه فارنهایت است. این در حالی است که افزایش یک کلوین، معادل با افزایش یک درجه سلسیوس است. پایه مقیاس رانکین از صفر مطلق شروع می‌شود؛ بنابراین، صفر درجه رانکین برابر با −459.67

درجه فارنهایت است.

مقیاس رانکین، به افتخار مهندس اسکاتلندی، ویلیام جان مک کورن رانکین (William John Macquorn Rankine)، نامگذاری شده است که اولین بار در سال1859 این واحد را پیشنهاد کرد. این واحد درصنعت هوافضا کاربرد فراوانی دارد.

دماهای مهم بر حسب درجهرانکین به صورت زیر هستند.