انتشارات موج دانش

بسازيد:

مطابق شكل وسيله اي براي نشان دادن انبساط يك ميله ي فلزي بسازيد.

مشاهده كنيد:

1 – يك دما سنج معمولي را به دقت مورد مشاهده قرار دهيد درباره طرز كار آن بر اساس انبساط و انقباض با دوستان خود گفت وگو كنيد (مايع درون دماسنج معمولا جيوه يا الكل رنگي است).

وقتيكه دماسنج در محيط گرم قرار داده مي شود حجم مايع داخل مخزن دماسنج (جيوه يا الكل رنگي) افزايش يافته و در نتيجه ارتفاع آن در لوله دماسنج بالا مي رود و برعكس زماني كه دماسنج در محيط سردي قرار مي گيرد حجم مايع داخل آن كاهش يافته و ارتفاع مايع در لوله دماسنج پايين مي آيد.

2 – يك دماسنج پزشكي (تب سنج) را نيز به دقت مشاهده كنيد. شكل ظاهري، محدوده ي دما و دقت اندازه گيري آن را با دماسنج معمولي مقايسه كنيد.

شكل ظاهري:      دما سنج پزشكي كوچكتر از دماسنج معمولي مي باشد.

                        مايع داخل دماسنج پزشكي جيوه است درحاليكه مايع داخل دماسنج معمولي الكل يا جيوه است.

                        دماسنج پزشكي داراي يك خميدگي در بالاي مخزن خود مي باشد.

محدوده دما:        دما سنج پزشكي محدوده پايين تري نسبت به دماسنج معمولي دارد (محدوده 35 تا 42 درجه)

دقت:                دقت اندازه گيري دماسنج پزشكي بيش از دماسنج معمولي است زيرا فاصله بين هر درجه در دماسنج پزشكي به قسمت هاي بيشتري تقسيم شده است.

3 – با توجه به شكل بگوئيد چرا در مسير مايع درون دماسنج پزشكي يك خميگي ايجاد كرده اند؟

اين خميدگي مانع از برگشت سريع مايع به داخل مخزن خود مي شود در نتيجه پزشك فرصت كافي دارد تا بعد از خارج كردن دماسنج از دهان فرد، دماي نشان داده شده توسط دماسنج را بخواند.

4 – چرا دماسنج پزشكي را قبل از استفاده بايد ضد عفوني كرد؟ ( اما نه به وسيله آب جوش)

چون ممكن است دماسنج پزشكي به عوامل بيماري زا آلوده شده باشد بايد قبل از استفاده آن را ضد عفوني كنيم. ولي چون محدوده دمايي دماسنج پزشكي كم مي باشد لذا با حرارت دادن دماسنج پزشكي در آب جوش اين دماسنج خواهد شكست.

يك پله بالاتر:

1 – آزمايش ديگري (به جز آنچه كه در كتاب آمده است) طراحي كنيد كه نشان دهد گرما باعث انبساط گازها مي شود.

اگر بادكنكي را باد كرده و در مقابل نور شديد آفتاب قرار دهيم حجم آب افزايش پيدا كرده و مي تركد.

اگر درب يك نوشابه را به طور محكم بسته و در داخل آب در حال جوش قرار دهيم حجم آن افزايش يافته و بدنه آن سفت مي شود.

2 – براي جدا كردن دوليوان كه در هم گير كرده اند چه راهي پيشنهاد مي كنيد.

ليوان دروني را پر از آب سرد مي كنيم تا حجم آن كاهش يابد و بروي ليوان بيروني آب گرم مي ريزيم تا حجم آن افزايش يابد.

تفسير يافته ها:

در يك آزمايش، حجم مقدار آب در دماي اتاق (ºC25) را به طور دقيق اندازه گرفته سپس آن را به تدريج تا صفر درجه سرد كرده ايم. در طول آزمايش نيز دماي آب و حجم آن را به طور مرتب اندازه گيري كرده و در جدول روبرو ثبت كرده ايم.

بله – در مورد تمام مواد هر قدر دما را كاهش دهيم حجم ماده كاهش مي يابد اين قانون به طور كلي در مورد آب نيز صدق مي كند و لي يك استثنا وجود دارد و آن اين است كه حجم آب تا دماي 4 در جه سانتي گراد كاهش مي يابد ولي از دماي 4 درجه تا دماي صفر درجه به جاي اينكه حجم آب كاهش يابد افزايش مي يابد از دماي صفر درجه به پايين نيز دوباره حجم آب كاهش مي يابد.

تفسير كنيد:

حجم هاي مساوي از چند ماده

را به يك اندازه گرم كرده ايم.

نمودار زير مقدار افزايش حجم

 هر كدام را نشان مي دهد.

الف) در بين سه حالت ماده (جامد،

 مايع و گاز) انبساط كدام حالت از

 همه بيش تر است؟   گازها

ب) آيا مقدار انبساط دو نوع اصلي مواد جامد (فلز ها و نافلزها) را مي توانيد باهم مقايسه كنيد؟ مقدار انبساط فلز ها بسيار بيشتر از نافلز ها مي باشد.

تفسير كنيد:

1 – براي بازكردن در فلزي يك ظرف شيشه اي كه بسيار سفت شده است آن را زير آب داغ مي گيرند. چرا؟

1- آب داغ سبب انبساط در فلزي و شيشه مي شود ولي چون ميزان انبساط فلزات بيش تر از نافلزات است درِ ظرف بيش تر از خود ظرف منبسط شده و در به راحتي باز مي شود.

2 – يك گلوله مسي و يك صفحه آهني كه روي آن سوراخي

 دايره اي شكل به قطر گلوله وجود دارد در اختيار داريم. در

دماي معمولي گلوله مي تواند از سوراخ عبور كند با توجه به

نمودار روبرو به اين دو سوال پاسخ دهيد:

الف) اگر گلوله مسي و صفحه آهني را تا دماي نسبتا زيادي

 گرم كنيم آيا گلوله بازهم از سوراخ رد مي شود؟ چرا؟

خير – زيرا ميزان انبساط مس بسيار بيش تر از آهن است بنابراين

گلوله مسي بسيار بيش تر از صفحه آهني منبسط مي شود.

ب)‌ اگر گلوله از آهن و صفحه از مس باشد چه وضعي پيش مي آيد؟

گلوله آهني به راحتي از سوراخ رد مي شود زيرا ميزان انبساط صفحه مسي بيشتر از گلوله آهني خواهد بود.

3 – در دماسنجي كه به وسيله بطري و ني ساختيد وقتي بطري را

 درون آب داغ مي گذاريد مشاهده مي كنيد كه مايع درون لوله اول

 كمي پايين مي آيد (نقطه 2) و سپس بالا مي رود (نقطه 3). به نظر

شما علت چيست؟

وقتي بطري درون آب داغ قرار داده مي شود ابتدا در اثر گرما، بطري منبسط شده و

حجم آن زياد مي شود در نتيجه مايع داخل ني پايين تر مي آيد ولي بعد از مدتي كه

 مايع داخل بطري نيز گرم و منبسط شد مايه داخل ني بالا مي رود.

4 – چرا در لوله كشي لوله هاي آب گرم و شوفاژ يا

 نيروگاه ها، اگر طول لوله خيلي زياد باشد در بين مسير

 آن يك خم به شكل روبرو قرار مي دهند؟

اگر لوله مستقيم باشد احتمال دارد در اثر انبساط دچار خميدگي و يا تركيدگي گردد در حاليكه وجود خم هاي گفته شده مي تواند باعث خنثي شدن انبساط لوله و مانع از تركيدگي آن شود.

اطلاعات جمع آوري كنيد:

در بسياري از وسايل برقي خانگي دماپا وجود دارد. بعضي از اين وسايل را شناسايي كنيد و نقش دما پا در آن ها را شرح دهيد.

اتو و سماور برقي: دماپا در اين وسايل سبب مي شود تا دماي اتو يا دماي آب در يك محدوده خاص ثابت باقي بماند به طوريكه با افزايش دما از محدوده مورد نظر دماپا جريان برق را قطع و با كاهش دما از محدوده مورد نظر دما پا جريان برق را دوباره وصل مي كند.

يخچال و فريزر: در اين وسايل با كاهش دما از حد خاصي دما پا جريان برق را قطع كرده و با افزايش دما از حد خاصي دماپا دوباره جريان را وصل مي كند.