فيزيك فصل 2

بعضي‌ از اجسام مثل آب جوش يا شعله كبريت خيلي داغ هستند، آتقدر داغ كه مي‌توانند به ما آسيب برسانند. در طرف ديگر يك تكه يخ خشك خيلي سرد است. آنقدر كه مي‌تواند  بدن ما را بلرزاند. به همين دليل  گرمي يا سردي اجسام را با لمس كردن نمي‌توان بطور دقيق تعيين كرد. اگر آن جسم خيلي داغ يا خيلي سرد باشد، به ما آسيب مي‌رساند و اگر به اندازه‌اي كه ما احساس مي‌كنيم سرد يا گرم نباشد، تنها با لمس كردن نمي‌توان گفت كه آن جسم به چه اندازه گرم يا سرد است. ما براي سنجش گرمي يا سردي اجسام به كميتي نياز داريم، كه از لمس كردن مطمئن‌تر باشد. هرقدر جسمي سردتر باشد دمايش پايين تر و به هر اندازه گرمتر باشد دمايش نيز بالاتر است.

دما معياري براي اندازه‌گيري و سنجش گرمي و سردي جسم است. پس ابتدايي ترين روش اندازه گيري دما استفاده از حس لامسه است.

دماسنج  مي‌تواند اندازه‌گيري دقيقي از درجه سردي يا گرمي جسم داشته باشد. رايج‌ترين دماسنجها دماسنج جيوه‌اي يا الكلي است. اساس اين دماسنجها براساس انبساط مايعات است. تقريباً همه مواد چه جامد ، مايع يا گاز وقتي گرم  مي‌شوند منبسط مي‌شوند. هرگاه در اطراف يك دماسنج دماي محيط افزايش پيدا كند، ارتفاع مايع دماسنج افزايش پيدا مي‌كند و بالعكس هر گاه دماي محيط كاهش يابد، ارتفاع مايع درون دماسنج كاهش مي‌يابد. معمولترين دماسنجها، دماسنج جيوه‌اي والكلي مي‌باشند.

اين دما‌سنجها مطابق شكل از يك لوله شيشه‌اي باريك سربسته و خالي از هوا تشكيل شده كه قسمت پايين آن متصل به يك مخزن است. اين مخزن مي‌تواند مملو از جيوه يا الكل باشد. با بالا رفتن دماي محيط اطراف دماسنج، دماي مايع درون دماسنج انبساط پيدا كرده، حجم آن افزايش پيدا مي‌كند و مايع در لوله باريك بالا مي‌رود، تا جاييكه سطح بالايي آن در ارتفاع مشخصي قرار مي‌گيرد. هرچه دما بالاتر برود ارتفاع مايع بالاتر مي‌رود و هر چه دما پايين‌تر بيايد ارتفاع مايع پايين‌تر مي‌آيد.

دماسنجي كه ما اكنون به كار مي‌بريم درست همان كار دماسنج گاليله را انجام مي‌دهد. با اين تفاوت كه در دماسنج ما به بجاي هوا، جيوه تعبيه شده است. جيوه براثر حرارت يا بردوت منبسط يا منقبض شده و بدين وسيله در درون يك لوله شيشه‌اي بالا و پايين مي‌رود.

هنگامي كه جيوه گرم مي‌شود، خود را از ديواره شيشه بالا مي‌كشد، انبساط حجم پيدا مي‌كند و چون سرد مي‌‌شود منقبض شده و در حباب شيشه‌اي پائين لوله دماسنج، جمع مي‌شود. دماسنج جيوه‌اي را گراند دوك فرديناند دوم، در حدود سال 1654 ميلادي براي نخستين بار به كار برد.

دماسنج پزشكي داراي يك لوله خيلي باريك شيشه‌اي است، كه به مخزن جيوه‌اي با جداره‌اي خيلي نازك مربوط شده است. وقتي دماسنج پزشكي در دهان يك مريض قرار مي‌گيرد، در اثر گرماي بدن بيمار جيوه در مخزن منبسط‌ شده، و در لوله بالا مي‌رود. اما اين جيوه به سهولت پايين نمي‌آيد. زيرا بين مخزن و لوله يك معبر خيلي تنگ پيش‌بيني شده است، تا جيوه فوراً پايين نرود، و پزشك امكان خواندن درجه تب مريض را داشته باشد. پايين نرفتن جيوه در لوله، علاوه بر وجود اين شكاف تنگ، علت ديگري هم دارد و آن اينكه نيروي جاذبه مولكولي مولكولهاي جيوه بيشتر از مولكولهاي شيشه و جيوه است، بنابراين از شكاف به سادگي عبور نمي‌كند. همان‌طور كه اگر به يك صافي چايي كه مانند يك الك كوچك است، روغن ماليده شود، يك قاشق آب را مي‌توان به سادگي داخل آن نگه داشت.

 زيرا جاذبه مولكولي مولكولهاي آب بيشتر از مولكولهاي آب و روغن است. اما راه ساده‌اي براي برگرداندن جيوه به مخزن دماسنج وجود دارد: اگر دماسنج را يك لحظه در آب گرم فرو برده، و فوراً بيرون بكشيم، جيوه به سهولت سرجاي خود برمي‌گردد. زيرا در اين صورت ظرف شيشه‌اي زودتر از جيوه گرم شده، منبسط مي‌شود و بزرگ شدن نسبي اين سوراخ باريك نيز باعث برگشت فوري جيوه به مخزن مي‌گردد. به شرطي كه آب بيش از حد گرم نباشد تا سبب شكستن دماسنج نشود.