X
تبلیغات
رهسپاران ولایت - آیا حالت فیزیکی هم بر ظرفیت گرمایی ویژه ی مواد موثر است؟

رهسپاران ولایت

مذهبی، علمی و مقابله با جنگ نرم دشمن

آیا حالت فیزیکی هم بر ظرفیت گرمایی ویژه ی مواد موثر است؟

        در این مقاله به برخی عوامل مؤثر بر ظرفیت گرمایی ویژه ی یک جسم  پرداخته می شود.

ابتدا به یک سئوال اساسی در درک دما می پردازیم:

 آیا می دانید که افزایش دمای یک جسم به چه شکلی صورت می گیرد؟ و چه عواملی بر میزان ظرفیت گرمایی ویژه ی یک ماده مؤثر می باشد؟

            حال به برخی از عوامل موثر بر ظرفیت گرمایی ویژه ی اجسام  اشاره می کنیم که عبارتند از: نوع نیروهای جاذبه ی بین ملکولی، نوع حرکات جنبشی در جسم و حالت فیزکی جسم.

            هنگامی که جنبش و حرکات ذرات تشکیل دهنده ی یک جسم افزایش یابد، به صورت افزایش دمای آن جسم ظاهر می شود. طبیعی است هر چه جنبش ذرات یک جسم سریع تر افزایش یابد در واقع دمای آن زودتر بالا رفته و دارای ظرفیت گرمایی  کم تری خواهد بود. حال چنان چه نیروهای جاذبه ی بین ذرات تشکیل دهنده ی جسم، ضعیف تر باشند، افزایش دمای آن هم سریع تر خواهد بود. زیرا ذرات جسم، به آسانی از قید و بند این جاذبه ها رها شده ، جنبش آن ها نیز زودتر افزایش یافته و دمای آن بالاتر می رود. بنابرین جسمی که دارای نیروهای جاذبه ی بین مولکولی ضعیف تری می باشد دارای ظرفیت گرمایی ویژه ی کم تری نیز می باشد.

            نوع حرکات موجود در یک جسم هم بر سرعت انتقال گرما و طرفیت گرمایی آن تاثیر گذار است. در گازها و مایعات؛ سه نوع حرکت جنبشی یعنی انتقالی، ارتعاشی و چرخشی وجود دارد اما در یک جسم جامد فقط حرکت ارتعاشی وجود دارد. انتقال گرما در جامدات از طریق رسانش سریع تر از مایعات( که از طریق همرفت انجام می شود) صورت می گیرد. در یک گاز هم هر مقدار گرمایی که به آن داده می شود صرف افزایش جنبش ذرات آن شده و دمای آن را بالا می برد. البته در برخی گازهای سبک، جنبش ذرات در آن ها چنان زیاد است که افزایش گرما، چندان روی جنبش ان ها تاثیری ندارد . در چنین گازهایی نظیر هیدروژن و هلیوم ظرفیت گرمایی بسیار بالاتر از مواد دیگر می باشد.

            غیر از قوی یا ضعیف بودن نیروهای جا ذبه ی بین ذرات جسم ونوع حرکات جنبشی آن، حالت فیزیکی نیز بر ظرفیت گرمایی جسم مؤثر است. در حالات فیزیکی مختلف یک جسم میزان جاذبه های بین ذرات هم متفاوت است به عنوان مثال نیروهای جاذبه ی بین مولکول های ماده در حالت گاز کم تر از حالت مایع و در مایع کم تر از حالت جامد  می باشد.  

            و اما به عنوان مثال به مقایسه ی ظرفیت گرمایی ویژه ی آب در سه حالت مایع، جامد و گاز می پردازیم:

            در یخ هر مولکول H2O با تشکیل چهار پیوند هیدروژنی با چهار مولکول H2O دیگر مجاور خود شبکه ی جامد توخالی تشکیل داده است. یعنی یک شش ضلعی هایی تو خالی کنار هم که برای تخریب آان ها انرژی کم تری از حالت مایع لازم است.در آب ذرات دارای حرکات انتقالی و ارتعاشی هستند در حالیکه در یخ مولکول ها فقط حرکت ارتعاشی دارند به همین دلیل برای بالا بردن شدت این حرکات (افزایش دما) ، آب در مقایسه با یخ به گرمای بیشتری نیاز دارد. از طرف دیگر در یخ مولکول ها در ساختار کریستالی نزدیک به هم بوده وانتقال گرما در آن ها نسبت به آب راحت تر صورت می گیرد. و اما در مورد بخار آب به دلیل عدم حضور پیوند های بین مولکولی، به انرژی چندان زیاد برای شکستن این پیوندها نیازی نیست. در نتیجه گرمای ویژه بخار آب نیز از آب کم تر است.ضمنا این دلیل را هم می توان به دلایل بالا اضافه نمود:یخ در واقع از دو فاز جامد و گاز تشکیل شده و ظرفیت گرمایی آن میانگین این دو فاز است و چون ظرفیت گرمایی ویژه در حالت گاز ، به علت نبودن جاذبه های بین مولکولی ،کم است ، پس ظرفیت گرمایی یخ هم از آب کم می شود. پس: ظرفیت گرمایی ویژه: بخار آب< یخ< آب

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و پنجم آذر 1389ساعت 0:44  توسط محمدحسن و سعید  |