اگر تلسكوپ ساختيد

اميدوارم الان شب باشد. اگر شب است داخل حياط برويد و به آسمان نگاه كنيد.بايد روي زمين بخوابيد و به آسمان نگاه كنيد. اگر مشتري در آسمان است به مشتري نگاه كنيد و لوله ي اصلي تلسكوپ را آن قدر جلو عقب ببريد تا بالاخره دو چيز مانند ستاره كم نور با فاصله خيلي كم در كنار آن ببينيد كه همان قمر هاي مشتري است كه گاليله اولين بار آنها را ديد.يا به ماه نگاه كنيد و جزئيات بسيار بيشتري با وضوح كامل در آن ببينيد و يا به خوشه ي پروين نگاه كنيد و در آن 11 ستاره پر نور و ده ها ستاره ي كم نور ديگر را ببينيد يا به يك دو تايي نگاه كنيد و به وضوح آن ها را جدا از هم ببينيد. تنظيم كردن تلسكوپ كار سخت و وقت گيري است كه چند ساعت از وقت شما را مي گيرد. توجه كنيد كه بايد چشم شما از عدسي چشمي فاصله زيادي داشته باشد (8 تا 20 سانتي متر) پس با دور و نزديك كردن كل تلسكوپ از چشمتان مي توانيد تصوير واضح تري ببينيد.

آموزش ساخت تلسكوپ (دوربین نجومی)

اول اینکه. رصد آسمان و اجرام آسماني با تلسكوپي كه خودتون ساخته باشيد صفاي خاصي داره و خاطره فراموش نشدني در ذهنتون درست میکنه.

دوم اینکه : نظر يادت نره

سوم اینکه: امروز مي خواهم آموزش ساخت تلسكوپي را به شما بگم كه خودم با آن 3 تا از قمر هاي مشتري و كهكشان آندرومدا و سحابي جبار را ديدم.به اين خاطر هم آموزش مي دهم كه خودم جونم به لبم رسيد و يك مطلب درست داخل اينترنت پيدا نكردم كه كامل و عملي آموزش داده باشد. بزرگنمايي اين تلسكوپ 10 برابر است ولي بزرگنمايي ملاك نيست و توان جمع آوري نور مهم‌تر است. به شما توصيه (نه، تاکید) مي كنم پست هاي " همه چيز در مورد تلسكوپ " و " راهنماي خريد تلسكوپ " از داخل همين وبلاگ بخونيد چون تمام فرمول ها و نحوه كاركرد تلسكوپ و ... را از چند تا سايت گلچين كردم و يكجا آوردم.

فقط 10 برابر؛ اين كه خيلي كمه !!!. درسته دليلش اينه كه عدسي هايي بهتر از اين هايي كه من استفاده كردم داخل بازار نيست و اگر هم باشد خيلي گران است(من كه پيدا نكردم). اگر شما هم پيدا كرديد به اين نكته خيلي خيلي مهم توجه داشته باشيد كه به ازاي هر دو و نيم (2.5) سانتي متر از قطر عدسي شيئي حدود 10 برابر بزرگنمايي جواب مي دهد. يعني اينكه عدسي شيئي كه از عينك سازي ها تهيه مي كنيد 65 ميليمتر قطر دارد و اگر تلسكوپي با اين عدسي بسازيم كه بزرگنماييش بيشتر از ۲۵ برابر باشد تصوير واضح نيست و مات و كدر مي بينيد.اين با تلسكوپ هايي كه كارخانه مي سازد فرق مي كند چون دست ساز است .(من اين را يه جايي خوندم خودمم به اين نتيجه رسيدم. باور كنيد من حدود 10 تا عدسي جورواجور دارم كه هيچ كدام به اين خوبي كار نمي كند) بازم میگم بیشتر از ۲۵ برابر اصلا به درد نمیخورد و هیچی نمی بینید .

مي ارزه يا نه ؟

اول رصد با تلسكوپي كه به دست خود آدم ساخته شود لذت خاصي دارد.

دوم معلومه كه مي ارزه، چون حدود ۱۰ هزار تومان (سال۸۸) بايد خرج كنيد كه اين پول نسبت به قيمت تلسكوپ خيلي خيلي كمتره. البته شايد بگوييد كه مثل يك دوربين دوچشميه،درسته، دقیقا . . . .

يه كم در مورد كاركرد تلسكوپ:

تلسكوپ شكستي (گاليله اي) ـ همینی که آموزش دادم ـ يك عدسي شيئي دارد و يك عدسي چشمي كه با تقسيم فاصله كانوني عدسي شيئي بر چشمي، بزرگنمايي بدست مي آيد. كانون عدسي شيئي بر چشمي منطبق و اين دو عدسي هم محور هستند. (دقیقا عکس روبرو) توان تفکیک، یعنی اینکه تلسکوپ جزئیات جرم مورد رصد را چقدر تفکیک می کند و توان جمع آوری نور با مجذور قطر عدسی شیئی متناسب است.. براي درك بهتر و فرمول ها و اصطلاحات حتما "راهنماي خريد تلسكوپ" و " همه چیز در مورد تلسکوپ" را بخونيد.

پس الان ما بايد دو تا عدسي را دقيقا هم محور كنيم طوري كه دقيقا كانون ها روي هم قرار گيرد ، به همين راحتي....

دقت کنید که یک تلسکوپ خوب تلسکوپی است که با عدسی های مرغوب و بدون هر گونه خراش یا ساییدگی ساخته شود.

به عكس با دقت نگاه كنيد (حد اقل 5 دقیقه)

حالا بريم سر اصل مطلب در ادامه مطلب.....

ادامه نوشته

آسمان نماهاي ديجيتال

آسمان نماهای دیجیتال NightSky و Digitarium

اگر زیر آسمانی با افق باز قرار گیرید می توان فرض کنید درون کره ای خیالی قرار داریم و ستاره ها و اجرام آسمانی به سطح داخلی این کره ی خیالی میخ شده اند. با اینکه ستارگان فواصل بسیار متفاوتی از یکدیگر دارند اما بطور خیالی می توان فرض کرد که فاصله آنها ثابت است و فقط شدت نورانیت آنها متفاوت است. ستارگان در آسمان ثابت اند. زیرا فاصله آنها به قدری زیاد است که در طول عمر یک انسان نمی توان حرکت آنها را نسبت به هم درک کرد و دید. مثلا صورتهای فلکی در طول عمر یک انسان شکل ثابت و مشخصی دارند. اما آسمان در گردش است. گردش آسمان بدلیل گردش واقعی زمین بدور محور خودش است. این گردش واقعی زمین بدور محور خود با سرعت یک دور در شبانه روز باعث گردش ظاهری آسمان از شرق به غرب می گردد.

.در شکل بالا تصویری فرضی از کره سماوی دیده می شود. صورفلکی نواحی ای مشخص از آسمان هستند که اسامی اساطیری و کهن دارند و در واقع کشور های آسمان اند.
از آنجا که محور گردش زمین بدور خود اندکی انحراف دارد امتداد این محور در آسمان کمی بالای افق قرار می گیرد و در نتیجه به نظر می آید که آسمان بدور نقطه ی ثابتی دائما در گردش است. خوشبختانه در نیمکره شمالی این نقطه بسیار به ستاره قطبی نزدیک است و از این جهت است که ستاره قطبی نماد سمت شمال است. ستاره قطبی در هر عرض جغرافیایی ارتفاع ثابت و مشخصی از افق شمال دارد. در واقع ارتفاع ستاره قطبی متناسب با عرض جغرافیایی ناظر است. مثلا در تهران با عرض جغرافیایی تغریبا 36 درجه ستاره قطبی در حدود 36 درجه از افق شمال فاصله دارد و آسمان به نظر می آید به آرامی بدور ستاره قطبی در حال گردش است.
با این دانسته ها می توان درک کرد که در قطب شمال ستاره قطبی درست بالای سر دیده می شود و کل آسمان بدور ستاره قطبی در گردش است. برعکس در استوا ستاره قطبی در سطح افق قرار دارد و ستاره ها از شرق طلوع می کنند و در غرب غروب می نمایند.
تا اینجا کمی با گردش آسمان و تاثیر عرض جغرافیایی ناظر روی محور گردش آشنا شدید. آسمان نماها دقیقا می توانند چنین شرایطی را شبیه سازی کنند. آسمان نما در واقع از دو بخش اصلی تشکیل یافته است. دستگاه پروژکتور و نیم کره ای که در حکم کره سماوی است. این نیم کره تو خالی که افراد زیر آن قرار می گیرند و به سطح داخلی آن نگاه می کنند همان کره سماوی را شبیه سازی می کند. پروژکتوری در مرکز این نیم کره قرار می گیرد و تصویر شبیه سازی شده ی آسمان را به سطح داخلی این نیم کره می تاباند.

در شکل فوق نمائی از یک آسمان نما به همراه صندلی های ناظرین و دستگاه پروژکتور در مرکز دیده می شود.

سیارات منظومه شمسی همگی کمابیش در یک صفحه قرار دارند. البته بعضی از آنها اندکی اختلاف زاویه با صفحه مداری زمین دارند. تمامی سیارات بدور خورشید در حال گردش اند و سرعت آنها نیز متناسب با وزن و فاصله شان متفاوت است. از اینرو سیارات در آسمان در بین ستارگان در حال حرکت دیده می شوند. مثلا گاهی سیاره مشتری در صورت فلکی عقرب دیده می شود و گاهی در قوس و یا جوزا.
از دیگر پدیده های آسمان شب بارش های شهابی هستند که در تاریخی خاص از سال تعداد بسیار زیادی شهاب در صورت فلکی خاصی دیده می شوند.
آسمان نماها از حیث پروژکتور به دو دسته تقسیم می شوند. آسمان نماهای مکانیکی و آسمان نماهای دیجیتال.
آسمان نماهای مکانیکی که نسل اول آسمان نماها هستند در ساده ترین حالت کره ای کوچک هستند که ستاره ها بوسیله ی سوراخ هائی که روی سطح کره تعبیه می شوند شبیه سازی می گردند. لامپی درون این کره قرار دارد که نور لازم جهت نمایش ستاره ها را فراهم می کند. آسمان نماهای مکانیکی جز در موارد خاص امروزه کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. سیارات در آسمان نماهای مکانیکی هر کدام به پروژکتور کوچک جداگانه ای احتیاج دارند. بسیاری از پدیده های آسمان بوسیله آسمان نماهای مکانیکی به سختی قابل شبیه سازی اند. و حتی در بعضی موارد اصلا امکان این کار وجود ندارد.
اما آسمان نماهای دیجیتال حکایت دیگری دارند. هر آنچه را که در ذهنتان در نظر بگیرید قابل شبیه سازی است. اساس کار آسمان نماهای دیجیتال به این صورت است که تصویر توسط یک دستگاه ویدئو پروژکتور تولید می شود و سپس بوسیله لنزی خاص که قابلیت تشکیل تصویر بصورت 180 درجه را دارد روی سطح داخلی گنبد آسمان نما تشکیل می گردد.
در دو تصویری که در ادامه ملاحظه خواهید کرد نمای واقعی یک آسمان نمای دیجیتال دیده می شود.

صور فلکی به همراه شکل اساطیری آنها و همچنین مدارات بعد و میل و بسیاری از اطلاعات نجومی قابل نمایش است. یکی از ویژگی های بسیار جالب آسمان نماها قابلیت نمایش آسمان در هر زمان و مکان است. همچنین می توان آهنگ گردش آسمان را تند و کند کرد و بدین طریق می توان اثر گذر زمان را روی وقایع نجومی بررسی نمود.

تصویر فوق نمای داخلی یک آسمان نمای نوعی دیجیتال است که فقط مدارهای بعد و میل را نمایش داده است.

آسمان نماهای دیجیتال همچنین امکان شبیه سازی وقایع نجومی گذشته و آینده را نیز دارند. مثلا می توان خورشید گرفتگی یا ماه گرفتگی ها را برای سالهای گذشته و یا آینده شبیه سازی کرد.
آسمان نماها حرف اول را در آموزش نجوم می زنند. در آمریکا و اروپا نسبت وجود آسمان نهاها به جمعیت چند ده برابر ایران است.
حال کمی دقیق تر به بررسی آسمان نماهای دیجیتال می پردازیم. یک کامپیوتر تصاویر لازم برای نمایش روی گنبد را تولید می کند. این کامپیوتر باید به اندازه کافی قوی باشد تا از پس پردازش تصاویر گرافیکی بر آید. شاید با بسیاری از نرم افزارهای نمایش آسمان از قبیل StarryNight کار کرده باشید. نرم افزار آسمان نماها هم شبیه به این نرم افزارها هستند. البته تصاویر تولید شده با تصاویر نرم افزارهای شبیه ساز آسمان تفاوت دارند. بدلیل اینکه تصاویر باید روی سطحی خمیده تشکیل شوند باید خمیدگی خاصی روی آنها انجام گیرد. این خمیدگی بصورت نرم افزاری انجام می شود. تصویر تولید شده به ویدئو پروژکتور فرستاده می شود. این تصویر بصورت دایره ای دیده می شود. بنابراین تعداد پیکسل های نمایش داده شده با تعداد پیکسل های عرض تصویر برابر خواهد بود.

تصویر فوق نمونه ای از تصویر تولید شده توسط کامپیوتر است.

انواع دماسنج

به نظر شما چند نوع دماسنج وجود دارد؟

هر كدام چه كاربردی می‌تواند داشته باشد؟

عكس روبه ‌رو محدوده دمایی محیط اطرافمان را به اختصار نشان می ‌دهد. به محدوده دماهای اندازه گیری شده توجّه كنید.

آیا دماسنج الكلی یا جیوه ‌ای توانایی اندازه گیری تمامی دماها را دارند؟

برای اندازه گیری دماهای زیاد و خیلی كم چه دماسنجی مناسب است؟

در درس های آینده به پاسخ این سوال می ‌پردازیم.

دماسنج میله ای

به نظر شما آیا می‏ توان از یك میله فلزی بعنوان یك دماسنج استفاده كرد؟ برای پاسخ به این سؤال به عكس زیر توجّه كنید.

همان طور كه مشاهده می ‏كنید طول یك میله در اثر گرما، افزایش می ‏یابد و این افزایش طول باعث چرخیدن عقربه می‏شود. ولی از آنجا كه این افزایش طول میله كم و نامحسوس است بنابراین توسط یك عقربه كه حول محور دوران می‏كند تغییرات محسوس ‏تر شده است.

پس تغییرات دما باعث انحراف عقربه می ‌گردد و بدین وسیله می ‌توان دماسنجی تعبیه نمود.

حالت های مختلف مواد

مواد اطراف ما در سه حالت گاز، مایع و جامد یافت می‏ شوند.

به طور مثال آب به عنوان مایعی حیاتی برای تمامی جانداران شناخته شده و مورد توجّه ویژه است. حالت جامد آن یخ می‏باشد كه باعث دلگرمی دوستداران نوشیدنی های خنك است! حالت گاز آن را با نام بخار آب می‏شناسیم كه در بعضی روزهای تابستان مسافران شمال ایران را با دردسر مواجه می ‏كند و آن ها گرفتار هوای شرجی می‏ شوند.

سؤال: چگونه می ‏توانیم یك جسم جامد را به مایع یا یك جسم مایع را به گاز تبدیل كنیم؟

اگر تا به حال شاهد ذوب شدن یخچال های كوهستان یا بخار شدن آب یك بركه در اثر تابش خورشید نبوده‏اید.

حداقل آب شدن قطعه یخ را در داخل یك پارچ آب یا بخار شدن آب داخل یك كتری را دیده‏اید.

البته بعضی وقت ها مخصوصاً دانشجویان كه فراموش می ‏كنند كتری را از روی اجاق بردارند بعد از بخار شدن تمام آب موجود در آن شاهد ذوب شدن كتری هم بوده‏اند!

همه این اتفاقات توسط گرما رخ می ‏دهد. بنابراین تحت شرایطی با گرم كردن یك جسم می‏توانیم آن را از جامد به مایع یا از مایع به گاز تبدیل كنیم و با گرفتن گرما از جسم، آن را از گاز به مایع و یا از مایع به جامد تبدیل كنیم.

در حقیقت انتقال گرما باعث كم شدن پیوند بین ملكولی ‌های ماده می ‌شود و در نتیجه جامد به مایع تبدیل می ‌شود.( و بالعكس)

مایع انتقال گرما جامد

یكی از فایده‏های بسیار خوب و جالب تغییر حالت برای آب، تبدیل آن به بخار (كه باعث تشكیل ابر شده) و بارش آن به صورت باران و به خصوص برف می ‌باشد.

تغییر حالت

به تبدیل شدن یك جسم از یك حالت (فاز) به حالت دیگر، تغییر حالت (یا تغییر فاز) می ‏گویند. نام چند تغییر حالت در زیر آمده است.

ذوب: تبدیل جامد به مایع

تبخیر: تبدیل مایع به گاز

انجماد: تبدیل مایع به جامد

میعان: تبدیل گاز به مایع

تشكیل ابر و قطرات آب روی شیشه یا شبنم روی برگ گیاهان از مصادیق میعان می‌ باشد.

تشكیل برف و قندیل‌ های یخ از مصادیق انجماد می ‌باشد.

جوش آمدن آب در ظرف یا دیگ بخار لوكوموتیو و یا برخی دریاچه‌ ها از مصادیق تبخیر است.

آب شدن یخ در لیوان شربت یا ذوب فلزات در كوره ‌ها از مصادیق ذوب می‌باشد.

برای مشاهده فیلم روی شکل زیر کلیک کنید.

تصعید و چگالش

در بعضی مواقع یك جسم جامد مستقیماً به گاز و یا یك گاز مستقیماً به جامد تبدیل می ‏شود. نام این تغییر حالت‏ ها عبارت است از:

تصعید: تبدیل جامد به بخار

چگالش: تبدیل بخار به جامد

نفتالین و بو گیر توالت دو مثال معروف و خوب برای تصعید هستند كه در دمای اتاق از حالت جامد به گاز تبدیل می ‏شوند. در تصویر زیر مراحل مختلف تصعید نفتالین را می ‌بینید.

در فیلم زیر فرآیند تصعید را مشاهده می كنید.

برای مشاهده فیلم روی شکل زیر کلیک کنید.

یا وقتی گاز دی اكسید كربن فشرده یا سرد می‌شود جامد شده و به آن یخ خشك می ‌گویند.

یخ خشك در شرایط عادی (دمای محیط و فشار یك آتمسفر) مستقیماً از حالت جامد به گاز تبدیل می ‌شود.

از طرف دیگر برفكی كه روی گیاهان یا شیشه پنجره ماشین ها در فصل زمستان می ‏نشیند، را درنظر بگیرید.

در این پدیده بخار آب مستقیماً به بلور یخ تبدیل شده و اصطلاحاً چگالش روی داده است.

البته هر جسمی سرد و یا خیلی سرد شود آن گاه حالت شكننده به خود می ‌گیرد. در فیلم زیر گل رُزی به دمای كمتر از ٤٠- درجه سانتیگراد رسیده است. به فیلم زیر توجّه كنید. آیا حالت شكنندگی را در آن مشاهده می ‌كنید؟

برای مشاهده فیلم روی شکل زیر کلیک کنید.

دمای ذوب و جوش

مثال:

الف) یك قطعه یخ را در مقدار كمی آب قرار دهید. دماسنجی نیز در آب بگذارید در حالی كه آب را آرام هم می ‏زنید به عددی كه دماسنج نشان می ‏دهد توجّه كنید تا یخ كاملاً ذوب شود. آیا عددی كه دماسنج نشان می ‏دهد تغییر قابل توجّه ای می ‏كند؟

ب) مقداری آب را داخل یك ظرف ریخته و ظرف را روی اجاق گاز قرار دهید. سپس دماسنجی در آب بگذارید به عددی كه دماسنج نشان می ‏دهد توجّه كنید تا آب كاملاً بخار شود. آیا عددی كه دماسنج نشان می ‏دهد تغییر قابل توجّه ای می‏ كند؟

بعد از انجام آزمایش بالا دیدن فیلم زیر خالی از لطف نیست. آیا در حین جوش دما ثابت است؟

برای مشاهده فیلم روی شکل زیر کلیک کنید.

همان طور كه مشاهده نمودید فرآیند ذوب و جوش گرما گیر هستند. یعنی بایستی گرما بدهیم تا فرآیند ذوب و جوش صورت گیرد همچنین در هنگامی كه جسم در حال تغییر حالت است دمایش ثابت می ‏ماند.

به طور مثال اگر یخی در دمای صفر درجه سلسیوس ذوب شود دمای آن تا ذوب شدن كامل یخ ثابت می ‏ماند و اگر آبی در به جوش آید آن گاه تا بخار شدن كامل آب، دمای آن ثابت می ‏ماند.

بنابراین می ‏توانیم نقطه ذوب و جوش را بدین شكل تعریف كنیم:

نقطه ذوب: دمایی است كه در آن دما یك جسم شروع به ذوب شدن می ‏كند.

نقطه جوش: دمایی است كه در آن دما یك جسم شروع به جوشیدن می ‏كند.

ترموستات

وقتی دو تیغه فلزی با جنس های مختلف را مطابق شكل زیر به هم جوش داده یا پرچ كنیم یك ترموستات ساخته می‏شود.

اگر در شكل بالا ضریب انبساط طولی فلز پایینی بیشتر باشد در اثر گرم شدن ترموستات چه اتفاقی می‏افتد؟

برای پاسخ سؤال بالا توجّه شما را به دو فیلم زیر جلب می‏نماییم.

فیلم 1

فیلم 2

علت انحنای ترموستات این است كه وقتی دو تیغه فلزی با جنس های مختلف را به هم پرچ می‏كنیم در اثر تغییر دما، تیغه‏ها به میزان‌های مختلف تغییر طول می‌یابند. بنابراین مجموعه نمی‏تواند مستقیم باشد و در نتیجه منحنی می‌شود.

اگر تیغه‏ها را گرم كنیم (یعنی دمای تیغه‏ها افزایش یابد) انحنای مجموعه به صورتی می‏شود تا جسمی كه بلندتر می‌شود (ضریب انبساط طولی بیشتری دارد) در لایه بیرونی انحنا قرار گیرد.

اگر تیغه‏ها سرد شوند ( یعنی دمای تیغه‏ها كاهش یابد. ) انحنای مجموعه به صورتی می‏شود تا جسمی كه كوتاه تر می‏شود ( آن جسمی كه ضریب انبساط طولی بزرگتری دارد. ) در لایه داخلی انحنا قرار بگیرد.

با توجّه به فیلم زیر به سؤال پایین جواب دهید.

برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

در شكل زیر چند ترموستات را مشاهده می‏كنید. به دقت به آن ها توجّه كنید. به نظر شما ضریب انبساط كدام فلز در این مجموعه بیشتر است؟

مداری بسازید كه در آن یك لامپ، یك باتری و ترموستات طوری استفاده شود كه وقتی ترموستات را گرم كنیم مدار وصل شده و لامپ روشن شود؟

راه حل و پاسخ:

با توجّه به دو عكس زیر مشاهده می‏كنید كه وقتی ترموستات گرم می‌شود به سمت راست منحرف شده و مدار وصل می‏شود در این صورت لامپ روشن می‏گردد.

مدار معادلی را در تصویر زیر مشاهده می‌كنید.

برای بررسی بیشتر، به این فیلم توجّه كنید. برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

در این قسمت توجه شما را به چند پرسش دیگر جلب میکنیم:

پرسش:

مداری طراحی كنید كه یك گرم‏كن الكتریكی را بعد از مدتی كه دما افزایش یافت، خاموش كند. (جریان را قطع كند).

راه حل و پاسخ:

با توجّه به شكل زیر ترموستات را طوری قرار می‏دهیم كه در حالت عادی مدار وصل باشد و فلزی كه ضریب انبساط طولی كمتری دارد در بالای ترموستات قرار گیرد.

حال وقتی كلید اصلی وصل شود جریان برقرار شده و گرم‏كن گرمای مورد نیاز را تأمین می‏كند. ترموستات هم گرم می‏شود و اگر دما به اندازه كافی زیاد شود آنگاه به سمت پایین خم می‏شود، پس مدار قطع می‏گردد و با سرد شدن ترموستات دوباره خم شدگی از بین می‏رود و مدار مجدداً وصل می‏شود.

پرسش:

همان طور كه قبلاً دیدید طرز كار یك نوع از دماسنج‌ها بر اساس افزایش طول یك میله در اثر افزایش دما بود. اكنون با دماسنج دیگری آشنا می‏شوید. به شكل زیر توجّه كنید. اساس كار آن چیست؟ (قسمت حلزونی یك نوار دو فلزی (ترموستاتی) است)

راه حل و پاسخ:

وقتی دمای نوار دو فلزی حلزونی تغییر یابد طول آن زیاد می‏شود. ولی افزایش طول هر دو نوار یكسان نخواهد بود. بنابراین انحنا در محل اتصال عقربه تغییر می‏یابد و نوك عقربه به سمت راست (به سمت عددهای بالاتر) منحرف می‏شود.

در تصویر زیر یك دماسنج صنعتی (مشابه دماسنج بالا) كه در گستره دمایی بین 60c تا 80c كار می‏كند، را می‏بینید.

 

اثر فشار و ناخالصی روی نقطه جوش و میعان

به نظر شما آیا در بالای كوه نقطه جوش آب 100_C است؟

الف) نقطه جوش مقداری آب را به دست آورید. آیا 100_C است؟ نقطه جوش را مجدداً و این بار با تغییر ارتفاع مكان انجام آزمایش نسبت به سطح دریا مقایسه كنید؟

ب) مقداری آب و نمك بر روی شعله قرار دهید و دمای جوش آن را اندازه بگیرید. آیا 100_C است؟

در یك ارلن مقداری آب ریخته و آن را روی شعله قرار دهید. وقتی آب جوش آمد درب آن را با چوب پنبه محكم ببندید و از روی شعله دور كنید. خواهید دید آب از جوشیدن باز می‌ماند.

حال روی ارلن آب سرد بریزید یا روی آن یخ بگذارید (با این كار فشار هوای ارلن كاهش می‌یابد)، چه مشاهده می‏كنید؟ چرا؟

بعد از انجام آزمایش فوق دیدن این فیلم خالی از لطف نیست.

برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

همان طور كه در فیلم فوق مشاهده نمودید، با سرد شدن محفظه شیشه ای، فشار هوا كاهش یافته و آب در دمای كمتری به جوش می‌آید.

اكنون اثر فشار و ناخالصی را روی نقطه جوش بررسی می‏كنیم.

افزایش فشار باعث افزایش نقطه جوش و كاهش فشار باعث كاهش نقطه جوش می‏شود. به طور مثال در ارتفاعات، آب در دمای پایین‏تری به جوش می آید.

در تصویر زیر مقداری آب درون ظرفی ریخته شده است. دمای آب حدود 20 درجه سانتیگراد است. اگر هوای داخل ظرف توسط پمپ تخلیه شود، آیا آب به جوش می‌آید؟ (برای دریافت پاسخ خود به دو تصویر خوب دقت کنید)

بر خلاف موارد فوق، در دیگ زودپز (كه فشار زیاد است) آب در دمای بالاتری می‏جوشد.

به همین نحو، افزایش ناخالصی باعث افزایش نقطه جوش آب می‏شود. به عنوان مثال افزایش نمك در آب باعث افزایش نقطه جوش آن می‏شود و بدین ترتیب می‏توانید نقطه جوش آب را به بالای 100_C افزایش دهید.

پس از مطالعه نکات فوق به پرسش و پاسخ های ارائه شده ذیل نیز دقت کنید:

1- چرا كوهنوردان برای آب‏پز كردن تخم‏مرغ در ارتفاعات دچار مشكل می‏شوند؟ چه راه حلی برای آنها پیشنهاد می‏كنید؟

پاسخ:

در ارتفاعات، آب در دمایی پایین‏تر از 100_C به جوش می آید. در حالی كه برای آب‏پز شدن تخم‏مرغ نیاز به دمایی در حدود 100_C است. به طور مثال فرض كنید، دمای جوش آب در قله‏ای 50_C باشد و شما قصد پختن تخم‏مرغی را در آنجا دارید. هر چقدر شما به ظرف حاوی تخم مرغ گرما بدهید، چون تخم‏مرغ در آب جوش با دمای 50_C قرار دارد بنابر این با افزایش زمان، دمایش بالاتر از 50_C نمی‏رود، به این ترتیب با این دما تخم‏مرغ شما آب‏پز نمی‏شود. (به عنوان مثال، شما می‏دانید كه هوای بعضی از شهرهای ایران در فصل تابستان به 50_C می‏رسد، این در حالی است كه اگر تخم‏مرغی را روزها در این دما قرار دهید، نخواهد پخت.)

برای حل این مشكل می‏توان نمك به آب اضافه كرد، نمك باعث می‏شود نقطه جوش آب بالا برود.

2- آیا مزه چایی كه در ارتفاعات دم می كنید با مزه چایی كه در خانه دم می‏كنید یكی است؟ (در صورتی كه در هر دو مورد از آب یكسان استفاده نمایید.)

پاسخ:

خیر، چون چایی در خانه تقریباً با آب جوشی که دمای آن 100_C است دم می‏شود در حالی كه در ارتفاعات با آب جوشی كه دمای آن خیلی كمتر از 100_Cرسیده باشد هم می شود چایی دم کرد. شما می‏دانید كه ما در منزل منتظر می‏مانیم تا بعد از به جوش آمدن آب، چایی را دم كنیم اگر به طور مثال با آب 60_C هم می‏شد چایی دم كرد دیگر وقت خود را صرف انتظار برای جوشیدن آب نمی‏كردیم.

3- چرا غذا در دیگ زودپز راحت‏تر پخته می‏شود؟

پاسخ:

چون در دیگ زودپز بخار آب محبوس می‏شود و راه خروج كافی ندارد، بنابراین فشار هوا داخل دیگ افزایش می‏یابد و می‏دانیم افزایش فشار، افزایش نقطه جوش را به مراه خواهد داشت. بنابراین غذا در دمایی بالاتر از 100_C قرار می‏گیرد و در نتیجه راحت‏تر پخته می‏شود.

4- ‏در ارتفاعات و بالای كوه ها آب در دمایی بالاتر از 100_C می‏جوشد یا پایین‏تر؟ چرا؟

پاسخ:

در دمایی پایین‏تر از 100_C می‏جوشد. چون در ارتفاعات فشار هوا كمتر از یك اتمسفر است و كاهش فشار نقطه جوش را پایین می‏آورد.