فصل دهم: گرما و بهینه سازی مصرف انرژی

علوم هفتم

📖 آموزش کامل فصل10

📝خلاصه نکات فصل10

❓سوالات فصل10

🎯آزمون فصل10


دما

  • دما میزان گرمی یا سردی یک جسم را نشان می‌دهد.
  • هرچه جسم گرم‌تر باشد، دمای آن بیشتر است.
  • برای اندازه‌گیری دقیق دما از دماسنج استفاده می‌شود.
  • واحد اندازه‌گیری دما در این فصل درجه سلسیوس است.
  • آب در فشار یک اتمسفر در دمای صفر درجه سلسیوس یخ می‌زند و در ۱۰۰ درجه سلسیوس می‌جوشد.

دماسنج

  • دماسنج وسیله‌ای برای اندازه‌گیری دماست.
  • در دماسنج‌های جیوه‌ای و الکلی، با افزایش دما مایع منبسط شده و در لوله بالا می‌رود.
  • برای درجه‌بندی دماسنج:
    • آب و یخ → صفر درجه
    • بخار آب در حال جوش → ۱۰۰ درجه
    • فاصله بین این دو به ۱۰۰ قسمت مساوی تقسیم می‌شود.
  • برای اندازه‌گیری دمای جسم باید مخزن دماسنج با جسم تماس داشته باشد و تا ثابت شدن ارتفاع مایع صبر کرد.
  • لوله دماسنج را باریک می‌سازند تا تغییر کم حجم مایع، تغییر ارتفاع قابل مشاهده‌ای ایجاد کند.

گرما و دمای تعادل

  • گرما انرژی‌ای است که به علت اختلاف دما از جسم گرم‌تر به جسم سردتر منتقل می‌شود.
  • گرما به طور طبیعی از جسم گرم به جسم سرد منتقل می‌شود.
  • انتقال گرما تا زمانی ادامه دارد که دو جسم به دمای یکسان برسند.
  • دمای یکسان دو جسم پس از تبادل گرما، «دمای تعادل» نام دارد.
  • جسم گرم انرژی از دست می‌دهد و جسم سرد انرژی دریافت می‌کند.
  • واحد گرما ژول (J) است.
  • با افزایش دما، جنبش مولکول‌های جسم بیشتر می‌شود.

روش‌های انتقال گرما

رسانش

  • انتقال گرما در اثر تماس مستقیم ذرات ماده با یکدیگر است.
  • بیشتر در جامدات، به‌ویژه فلزها، اهمیت دارد.
  • مس رسانایی گرمایی بیشتری نسبت به آلومینیوم و آهن دارد.
  • فلزها معمولاً رسانای گرما هستند.
  • شیشه، چوب، لاستیک، هوا، پشم و چوب‌پنبه نارسانا یا عایق گرما هستند.
  • وجود هوای محبوس در پشم شیشه و فایبرگلاس باعث عایق بودن آنها می‌شود.

همرفت

  • انتقال گرما به وسیله جابه‌جایی مایع یا گاز است.
  • ماده گرم‌شده منبسط، سبک‌تر و به سمت بالا حرکت می‌کند.
  • ماده سردتر جای ماده گرم را می‌گیرد.
  • همرفت در مایعات و گازها رخ می‌دهد.
  • جریان‌های همرفتی در هوا باعث ایجاد باد می‌شوند.
  • نسیم دریا نمونه‌ای از همرفت است.
  • در روز، هوا از سمت دریا به سمت خشکی حرکت می‌کند.
  • در شب، جهت حرکت هوا برعکس می‌شود.

تابش

  • تابش برای انتقال گرما به محیط مادی نیاز ندارد.
  • انرژی خورشید از طریق تابش و از فضای خالی به زمین می‌رسد.
  • همه اجسام تابش دارند، اما اجسام گرم‌تر انرژی تابشی بیشتری منتشر می‌کنند.
  • اجسام تیره و ناهموار تابش بیشتری جذب می‌کنند.
  • اجسام صاف و براق تابش بیشتری بازتاب می‌کنند.
  • آسفالت نسبت به آینه تابش خورشید را بیشتر جذب می‌کند.

کاربرد انتقال گرما در خودرو

  • افزایش بیش از حد دمای موتور می‌تواند باعث آسیب یا سوختن موتور شود.
  • رادیاتور گرمای موتور را به محیط منتقل می‌کند.
  • رادیاتور معمولاً فلزی، تیره‌رنگ و دارای سطح بزرگ است.
  • در خنک کردن موتور از رسانش، همرفت و تابش استفاده می‌شود.
  • فن رادیاتور با دور کردن هوای داغ، به خنک شدن موتور کمک می‌کند.

کاهش اتلاف گرما در خانه

  • در فصل سرد، اختلاف دمای داخل و خارج خانه باعث انتقال گرما به بیرون و اتلاف انرژی می‌شود.
  • عایق‌بندی ساختمان باعث کاهش اتلاف گرما و کاهش مصرف سوخت و برق می‌شود.
  • پنجره‌های دوجداره، عایق سقف و دیوار و استفاده از مواد عایق به کاهش اتلاف انرژی کمک می‌کنند.
  • در مناطق سردسیر از موادی مانند یونولیت، پشم شیشه و دیوارهای عایق استفاده می‌شود.
  • دمای مناسب خانه، مدرسه و محل کار در فصل سرد حدود ۱۸ تا ۲۱ درجه سلسیوس است.

دمابان یا فلاسک خلأ

  • دمابان برای گرم یا سرد نگه داشتن نوشیدنی‌ها طراحی شده است.
  • با کاهش هر سه روش انتقال گرما، تغییر دمای محتویات بسیار کم می‌شود.
  • فلاسک دارای بطری شیشه‌ای دوجداره و فضای خلأ بین دو جداره است.
  • سطوح نقره‌اندود نیز به کاهش انتقال گرما از طریق تابش کمک می‌کنند.