Ҳарорат

Ба дигарон равон намоед

Мафҳумҳои гармӣ, сардӣ, гармо, сармо, ҳарорати баланд, ҳарорати паст ва ғ. бисёр истеъмол мешаванд, зеро рӯйдодҳои алоқаманд бо ҳарорат хеле маъмуланд — гарм ё сард шудани ҳаво, ях бастан ё бухор шудани об, гудохта шудани филизот ва м.ин. Ин навъ падидаҳо падидаҳои ҳароратӣ (падидаҳои гармоӣ) ном гирифтаанд.

Барои тавсиф додани ҳолати гармоии ҷисмҳо мафҳумҳои ҳаҷм, фишор, ҳарорат ва м.ин. истеъмол мешаванд. Дар ин қатор ҳарорат мақоми хоса дорад. Ҳарорат дараҷаи гармии ҷисмро ифода мекунад.

Барои хубтар дарк шудани ин маънӣ сақои пӯлодинеро ба ёд биёрем (ниг. §2.2), ки аз даруни ҳалқаи оҳанин озодона мегузашт, вале баъди гарм кардан дар он ҳалқа дармемонд. Сабаб васеъ шудани сақо дар натиҷаи гарм кардан буд.

Ё, биёед, падидаи даррафт (диффуз)-и ду навъ моеъро ба ҳамдигар дар як вақт дар ду зарфе мушоҳида кунем, ки яке дар ҷойи гарм гузошта шудаасту дигаре — дар ҷойи сард. Ин гуна мушоҳида моро ба хулосае меорад, ки падидаи даррафти моддаҳо ба ҳамдигар дар мавриди баланд будани ҳарорат зудтар рӯй медиҳад.

Мушоҳидаҳо далеланд, ки суръати ҳаракати молекулаҳо ба ҳарорат алоқамандии бевосита дорад. Ин аст хулоса:

Ҳар қадре ки суръати ҳаракати молекулаҳо зиёд бошад, ҳарорати ҷисм ҳамон қадар баланд аст.

Аз ду ҷисм ҳамонаш ҳарорати баландтар дорад, ки суръа­ти зарраҳош зиёдтар бошад. Агар ин ҷисмҳоро ба якдигар расонем ва онҳоро дар ҳамин ҳол муддате нигоҳ дорем, ҳарорати онҳо баробар мешавад.

Таъкид. Ҳарорат (монанди фишор — ниг. §5.1) барои як атом ё як молекула маънӣ надорад — ин мафҳум танҳо барои маҷмӯъи зарраҳои сершуморе мазмуни муъайян дорад, ки ҷисм аз онҳо иборат аст. Ҳарорат «маҳсул»-и ҳамтаъсироти молекулаҳои ҷисм аст, яъне гуфтан раво нест, ки ҳарорати як молекула фалон қадар аст ё ки ин ё он молекула фалон қадар гарм аст ё сард.

Ҳароратсанҷи табиӣ. Шумо қувваи ломиса (қудрати ламскунандагӣ)-и худро барои санҷидани ҳарорат ҳар рӯзу ҳар соъат истифода мекунед — ба ҷисмҳо даст расонда, онҳоро ламс карда, на танҳо гармиву сардӣ, балки инчунин нармӣ ва сахтиашонро ҳис мекунед. Вале нишондоди ин «ҳароратсанҷ»-и табиӣ (яъне дасти шумо) чандон дақиқ нест, зеро даст, чунон ки худи шумо низ медонед, имкони зиёди ташхис надорад.

Ҳароратсанҷҳои замонавӣ. Асбобҳои санҷиши ҳароратро ҳароратсанҷ (термометр; thermometre) мегӯянд. Ҳароратсанҷҳо басе гуногунанд. Кори онҳо бар тағйироте асос ёфтааст, ки гоҳи пасту баланд шудани ҳарорат рӯй медиҳад. Чунончи, дар ҳароратсанҷи нахустин (ихтироъи Г.Галилей) он хосияти газҳо истифода шудааст, ки онҳо гоҳи афзудани ҳарорат васеъ мешаванд. Умуман, дар санҷиши ҳарорат тағйироти бузургиҳоеро (чун фишор, ҳаҷм) ба кор бурдан равост, ки ба ҳарорат бастагӣ доранд.

Кори ҳароратсанҷҳои замони ҳозира бар истифодаи вобастагии ҳаҷми алкул (спирт) ё ягон моеъи дигар (чун симоб) ба ҳарорат асос ёфтааст. Яке аз ин гуна олатҳо ҳароратсанҷи шишагини тиббӣ мебошад. Ҳангоми паст ё баланд шудани ҳарорат моеъи даруни ҳароратсанҷ назар ба шиша бештар фишурда ё васеъ шуда, тағйироти ҳароратро нишон медиҳад.

Барои тавсифи миқдорӣ додани ҳарорат миқёсе (шкалае) интихоб кардан зарур аст, ки бо дараҷаҳои ҳарорат дараҷабандӣ шуда бошад. Ба сифати ин гуна миқёс, маъмулан, миқёси Селсий (ба исми олими шведӣ Андерс Селсий, 1701-44, ки миқёси номбурдаро с.1742 эҷод кардааст) ба кор меравад. Дар ин миқёс ба сифати нуқтаи сари ҳисоби ҳарорат (яъне сифри ҳарорат 0 °С) ҳарорати яхи навобшуда пазируфта шудаасту ба сифати нуқтаи дуюми дар ин маврид зарурӣ — нуқтаи ҷӯшиши об, ки 100 °С аст. Фосилаи байни ин ду нуқта, яъне нуқтаҳои обшуди ях ва ҷӯшиши об ба 100 ҳиссаи баробар тақсим шудааст (рас. 2.5).

Тағйироти баробар ба якеи ин ҳиссаҳоро дараҷаи ҳарорат ё худ градуси ҳарорат мегӯянд, яъне ҳар як тақсимоти миқёси Селсий ба 1 °С (як градуси Селсий) баробар аст.

Фаҳмост, ки ҳарорат аз 100 °С боло ё аз 0 °С поён низ буда метавонад. Мисол, мо мегӯем, ки ҳарорати ҳаво дар мавзеъи Парӣхам ба 20 °С (+20 градуси Селсий) баробар аст ё мегӯянд, ки ҳарорати гудозиши алумини тоза 660 °С аст.

Дар физика миқёси ҳароратие низ истифода мешавад, ки миқёси дараҷаҳои ҳарорати мутлақ ном гирифтааст. Онро с.1848 олими ингл. У.Келвин эҷод кардааст. Дар ин миқёс ва инчунин дар Манзумаи байналмилалии воҳидҳо (SI) ба сифати воҳиди ҳарорат келвин пазируфта шудааст, ки ишораташ ҳарфи калони К аст — 1К (бе аломати “градус”) ва як келвин хонда мешавад. 1К ҳамчени 1 °С аст: 1К = 1 °С.

Ҳисоби ин ҳарорат аз нуқтае сар мешавад, ки он ба қадри 273,15 °С поёнтар аз нуқтаи 0 °С воқеъ аст, яъне ҳарорати 0 К (нол келвин) мутобиқи ҳарорати -273,15 °С аст. Ҳарорати бо миқёси Келвин ифодашуда ҳарорати мутлақ ё худ ҳарорати Келвин ном дорад ва ҳамеша мусбат аст.

Муқоисаи миқёси Селсий (МС) ва Келвин (МК) дар рас. 2.5  омадааст.

  1. Падидаи даррафт (диффуз)-и моддаҳо ба якдигар дар ҳарорати паст зудтар рӯй медиҳад ё дар ҳарорати баланд? Сабаб чист?
  2. Афзоиши ҳарорат ба ҳолати моддаҳо чӣ асар дорад?
  3. Оё гуфтан мумкин аст, ки хушк шудани хишти наврехта бо падидаҳои ҳароратӣ алоқаманд аст?
  4. Истифодаи ҳароратсанҷҳо бар чӣ гуна тағйироти физикӣ асос ёфтааст?
  5. Ҳароратро чен кардан чӣ маънӣ дорад?
  6. Истифода кардани миқёсҳо (шкалаҳо)-и гуногуни ҳарорат, аз ҷумла миқёси Селсий ва миқёси Келвин) чӣ зарурат дорад?
  7. Оё шумо ҳароратҳои миқёси Селсийро ба ҳароратҳои миқёси Келвин (ва баръакс) гардонда метавонед?
  8. *Ҳарорат чӣ ҷиҳати рафтори зарраҳои моддаҳоро ифода мекунад?

Маводҳои ҳамсон