دما و دماسنج
زهره، نزدیک‌ترین سیاره به زمین، آن‌قدر داغ است که سرب روی آن ذوب می‌شود و مریخ آن‌قدر سرد که آب رویش یخ می‌زند. زمین در میانه است و آبِ مایع دارد، و همین زندگی را ممکن کرده است. دما در زندگیِ ما هم همه‌جا هست: لباسِ هر فصل، پختنِ غذا، تبِ بیمار. اما «دما» را چطور دقیق اندازه بگیریم؟
دستِ ما گول می‌خورد
یک دستتان را در کاسه‌ای آبِ گرم و دستِ دیگر را در کاسه‌ای آبِ سرد بگذارید. یک دقیقه بعد هر دو را در کاسه‌ای آبِ ولرم بگذارید. همان آب برای یک دست سرد و برای دستِ دیگر گرم است! حسِ لامسه فقط می‌گوید چیزی از دستِ ما گرم‌تر است یا سردتر، نه این‌که چند درجه است. وقتی مادر دستش را روی پیشانیِ بچه می‌گذارد، شاید بفهمد تب دارد، اما نمی‌فهمد چقدر.
دماسنج چطور کار می‌کند؟
دماسنج وسیله‌ای برای اندازه‌گیریِ دماست. در دماسنجِ مایعی، مخزنِ کوچکی پر از الکلِ رنگی یا جیوه به یک لوله‌ی شیشه‌ایِ بسیار باریک وصل است. وقتی دما بالا می‌رود، مایع کمی منبسط می‌شود، یعنی جای بیشتری می‌گیرد، و در لوله بالا می‌رود. وقتی دما پایین می‌آید، مایع جمع می‌شود و پایین می‌آید. لوله را باریک می‌سازند تا تغییرِ کوچکِ حجم، تغییرِ بزرگی در ارتفاعِ مایع بدهد.
درجه‌بندیِ سلسیوس
برای این‌که روی لوله عدد بنویسیم، دو دمای ثابت لازم داریم که همیشه یکسان باشند:
- مخزن را در یخِ در حالِ ذوب می‌گذاریم و جای مایع را علامت می‌زنیم. این صفر است.
- مخزن را در بخارِ آبِ در حالِ جوش می‌گذاریم و دوباره علامت می‌زنیم. این صد است.
- فاصله‌ی این دو علامت را به ۱۰۰ قسمتِ مساوی تقسیم می‌کنیم. هر قسمت یک درجه‌ی سلسیوس است.
دماسنج‌های گوناگونی هست: دماسنجِ پزشکی که بازه‌ی کوچکی، از حدودِ ۳۵ تا ۴۲ درجه، را با دقت نشان می‌دهد؛ دماسنجِ دیجیتالی؛ و دماسنجِ آزمایشگاه. برای اندازه‌گیری، مخزن باید کاملاً با چیزی که اندازه می‌گیریم تماس داشته باشد و کمی صبر کنیم تا مایع دیگر تکان نخورد. هنگامِ خواندن هم چشم باید هم‌ترازِ سطحِ مایع باشد.
هشدار
دماسنجِ جیوه‌ای را تکان ندهید و نیندازید. اگر شکست، به جیوه دست نزنید و به یک بزرگ‌تر بگویید؛ بخارِ جیوه سمی است.
در خانه امتحان کنید
- سه کاسه آماده کنید: آبِ سرد، آبِ ولرم و آبِ گرم (نه داغ).
- آزمایشِ دو دست را انجام دهید و حسِ هر دست را بنویسید.
- اگر دماسنجِ آشپزخانه دارید، دمای هر سه کاسه را هم بخوانید. حسِ شما با دماسنج یکی بود؟
واژه‌های این درس
- دماسنج - وسیله‌ای برای اندازه‌گیریِ دما.
- منبسط شدن - بیشتر شدنِ حجمِ یک ماده با گرم شدن.
- دمای ثابت - دمایی که همیشه یکسان است، مثلِ دمای یخِ در حالِ ذوب.
- درجه‌ی سلسیوس - یک‌صدمِ فاصله‌ی دمای یخ زدن تا جوشیدنِ آب.
ایده‌ی اصلی
حسِ لامسه دما را دقیق نشان نمی‌دهد. در دماسنجِ مایعی، مایع با گرم شدن منبسط می‌شود و در لوله‌ی باریک بالا می‌رود. در درجه‌بندیِ سلسیوس، یخِ در حالِ ذوب صفر، بخارِ آبِ جوش صد، و فاصله‌ی آن‌ها صد درجه است.