دما یکی از ویژگی‌های ماده است که میزان گرمی آن را نشان می‌دهد و جهت جریان گرما را مشخص می‌کند. اگر دو جسم دارای دمای متفاوت باشند، انرژی گرمایی از جسم با دمای بیشتر به جسم با دمای کمتر منتقل می‌شود تا هنگامی که دمای دو جسم به تعادل برسد.

باید توجه کرد که ممکن است در این جابه جایی گرمایی، جسم دارای دمای بیشتر، مجموع انرژی گرمایی کمتری داشته باشد، اما باز هم انرژی گرمایی از دست بدهد و جسم دارای دمای کمتر مجموع انرژی گرمایی بیشتری داشته باشد، اما باز هم انرژی گرمایی دریافت کند.

یکاهای گوناگونی برای اندازه‌گیری دما تعریف شده‌اند. در دستگاه بین‌المللی از یکای کلوین استفاده می‌شود؛ ولی یکاهای دیگری مانند سلسیوس و فارنهایت نیز برای اندازه‌گیری دما به کار می‌روند.

اندازه‌گیری دما با استفاده از دماسنج انجام می‌شود. انواع مختلف دماسنج وجود دارند که از روش‌های گوناگون برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌کنند. برای نمونه، اندازه‌گیری دما در دماسنج جیوه‌ای با بهره‌گیری از ویژگی انبساط گرمایی جیوه انجام می‌شود.

تغییر دمای یک جسم یا یک محیط مادی با فرایند تبدیل انرژی انجام می‌شود. برای نمونه، اتلاف انرژی مکانیکی در اثر اصطکاک منجر به افزایش دما می‌شود. از سوی دیگر، سرد کردن گازها با انبساط گاز (که انرژی گرمایی به کار تبدیل می‌شود) انجام می‌شود.

علم ترمودینامیک، به مطالعه فرایندهای مربوط به تغییرات دما می‌پردازد.

تعریف

دما یک ویژگی هر ماده است که وابسته به انرژی گرمایی آن ماده می‌باشد. هر چه انرژی گرمایی ماده‌ای افزایش یابد، دمای آن نیز افزایش پیدا می‌کند. دما به عنوان میزان گرم بودن یک ماده تعریف می‌شود. به بیان دیگر، میان دو ماده با دمای متفاوت، ماده‌ای که گرمای بیشتری داشته‌باشد، دمای آن نیز بالاتر است. برای اندازه‌گیری دمای مواد، یکاهای مختلفی تعریف می‌شوند.

یکاهای اندازه‌گیری

یکاهای گوناگونی برای اندازه‌گیری دما تعریف شده‌اند. تفاوت یکاهای مختلف، در دو عامل نقطه صفر یکا و نرخ تغییر واحد یا درجه هر یکا است.

سلسیوس

یکای سلسیوس که به افتخار آندرش سلسیوس نام‌گذاری شده و با نماد C° نشان داده می‌شود، متداول‌ترین یکای مورد استفاده در حال حاضر است. این یکا پیشتر با نام سانتی‌گراد شناخته می‌شد که ترکیب دو واژه سانتی (به لاتین: centum) (به معنی صد) و گراد (به لاتین: gradius) (به معنی درجه) است. مبنای این یکا، نقطه ذوب و جوش آب هستند. نقطه ذوب آب برابر دمای صفر درجه و نقطه جوش آن برابر دمای صد درجه سانتی‌گراد تعریف شده‌است.

فارنهایت

فارنهایت با نماد F°، یکای دیگری برای اندازه‌گیری دما است که در گذشته، در بسیاری از کشورها به کار گرفته می‌شد و اکنون در کشورهای اندکی از جمله ایالات متحده آمریکا همچنان به عنوان یکای اصلی اندازه‌گیری دما به کار می‌رود. نقطه صفری که گابریل دنیل فارنهایت انتخاب کرد عبارت بود از دمای تعادل گرمایی مخلوطی با نسبت برابر از یخ، آب و آمونیوم کلرید (که مقدار آن برابر ۱۷٫۷۸- سلسیوس است). هم‌چنین دو نقطه مرجع دیگر را دمای تعادل گرمایی مخلوط آب و یخ (دمای صفر درجه سلسیوس) به معادل ۳۲ فارنهایت و دمای بدن انسان معادل ۹۶ فارنهایت در نظر گرفت. فارنهایت دریافت که دمای جوش آب با این یکا برابر ۲۱۲ درجه است.

کلوین

یکای اصلی سیستم متریک، کلوین با نماد K است و یکای مطلق دما نامیده می‌شود. زیرا نقطه صفر آن، صفر مطلق است و دمایی پایین‌تر از آن وجود ندارد. به عبارت دیگر، در صفر کلوین هیچ گرمایی وجود ندارد و ذرات ماده از حرکت (که نشان دهنده میزان انرژی گرمایی ذره است) بازمی‌ایستند. نرخ تغییرات کلوین، معادل با درجه سلسیوس است و صفر آن برابر ۲۷۳٫۱۵- درجه سلسیوس می‌باشد.

 

فهرست مطالب:

مقدمه

راههای انتقال انرژی در اتمسفر زمین

عوامل مؤثر بر دما

میزان تابش رسیده به سطح

تأثیر جنس و رنگ سطح دریافت كننده انرژی

تأثیرات ناشی از ارتفاع

تأثیر ناهمواری‌ ها و جهت شیب

باد 

ابرناکی

جریانات آبهای گرم

مقیاسهای اندازه‌ گیری دما

درجه‌ بندی سلسیوس یا درجه سانتیگراد

درجه‌ بندی فارنهایت

درجه بندی كلوین

طبقه‌ بندی دماسنج‌ ها

عوامل اشتباه در اندازه‌ گیری دما

مهمترین انواع دماسنج‌ های مایع در شیشه كه در هواشناسی و ایستگاه‌ ها كاربرد دارند

دماسنج خشک

دماسنج تر

دماسنج ماکزیمم

دماسنج مینیمم

دمانگار

اندازه‌ گیری دمای هوا در سطوح فوقانی

رادیوسوند

ساختار حرارتی اتمسفر در مجاورت سطح زمین

ساختار دمایی روزانه در مجاورت زمین

ساختار دمایی شبانه‌ در مجاورت زمین

رژیم های دمایی

تغییرات شبانه‌ روزی دمای هوا

عوامل موثر در دامنه تغییرات شبانه روزی دما

تغییرات سالانه دمای هوا

منحنی های رژیم دمایی کامل سالانه

توزیع افقی دما

توزیع قائم دما

وارونگی دما

تأثیرات وارونگی دمایی

دمای خاک

عواملی كه دما را در هر عمقی از خاك كنترل می كنند

خصوصیات حرارتی خاك

گرمای ویژه

ظرفیت گرمایی خاک

هدایت حرارتی

و...