next
Home
Back

سال اول > فصل دوم-گرما> آموزش

آب

آب معمولاً بصورت مايع يافت مي‌شود، ولي بشكل گاز و جامد هم وجود دارد. حالت جامد آن يخ ناميده مي‌شود. بخار آب هم نامي است كه براي حالت گازي آن بكار مي‌رود. نقطه ذوب يخ صفر درجه سانتي گراد صفر درجه سلسيوس است. ضمناً نقطه انجماد آب نيز صفر درجه سلسيوس هست. نقطه جوش آب صد است.  آب در دماي 100 درجه سلسيوس مي‌جوشد.

اين قطره‌هاي ريز آب است كه هنگام ميعان بخار مي‌شود و هنگاميكه بخار خنك مي‌شود بصورت مايع در مي‌آيد.

نقاط انجماد و جوش آب به چه عواملي بستگي دارد؟

آب در دماي صفر درجه سانتي‌گراد يخ مي‌زند و در 100 درجه سلسيوس به جوش مي‌آيد.

در ارتفاعات بسيار بالا به دليل:

1- ارتفاع بسيار بالا

2- فشار بسيار كم هوا

آب در دماي صفر درجه يخ نمي‌بندد و در دماي 100 درجه سلسيوس  نيز به جوش نمي‌آيد. پس افزايش و يا كاهش ارتفاع از سطح دريا روي دماي جوش اثر مي‌گذارد. در ارتفاعات بالاتر كه فشار هوا كمتر است نقطه جوش پايين مي‌آيد يعني آب زودتر و در دماي پايين‌تري به جوش مي‌آيد. افزايش فشار نيز باعث بالا رفتن نقطه جوش مي‌شود.

ناخالصي نيز باعث تغيير نقطه جوش و انجماد مي‌گردد. بطوريكه با افزودن ناخالصي نقطه جوش بالا و نقطه انجماد پايين مي‌آيد. در كنار دريا كه فشار يك اتمسفر است، درصورتيكه آب خالص باشد،در دماي صفر درجه يخ مي‌بنددو در دماي‌صد درجه به‌جوش مي‌آيد.

جوشيدن در دماي بالاتر

وقتي فشار مولكولهاي بخار در حال گريز برابر با فشار هواي خارج باشد، آب مي‌جوشد. آب خالص در صد درجه سانتي‌گراد به جوش مي‌آيد. اما اگر نمك يا شكر در آب حل شود، محلول صددرصد آب نيست و فشار بخار آن كمي كمتر از فشار بخار آب خالص در همان دما است. حال در دماي كمي بالاتر از صد درجه سانتي‌گراد، فشار بخار آب با فشار هوا برابر مي‌شود. هرقدر محلول هر قدر غليظ‌تر باشد، دماي جوش آن بالاتر مي‌رود. اگر دماسنجي را درون محلول جوشان شكر و آب قرار دهيد، خواهيد ديد كه هر قدر آب را بيشتر بجوشانيد، دما بالاتر خواهد رفت.

انجماد در دماي پايين

حتي يخ نيز تعدادي از مولكولهاي خود را در مجاورت هوا از دست مي‌دهد و فشار بخار كمي اعمال مي‌كند. وقتي آب چنان سرد مي‌شود كه فشار بخار آن به فشار بخار يخ مي‌رسد، انجماد رخ مي‌دهد. هنگامي كه فشار بخار محلولي پايين‌تر از فشار بخار آب باشد، در دماي پايين‌تري نيز منجمد مي‌شود و هر چه محلول غليظ‌تر باشد، نقطه انجماد باز هم پايين‌تر خواهد رفت.يك راه براي رسيدن به دمايي پايين كه مناسب براي آغاز شمارش باشد مخلوط كردن مقداري يخ خرد شده با آب است. اگر حباب دماسنج را در چنين مخلوطي بگذاريم، سطح جيوه نقطه انجماد آب را نشان مي‌دهد و اين سطح را مي‌توان صفر در نظر گرفت.

 فارنهايت به نظرش رسيد كه نقطه انجماد آب به اندازه كافي سرد نيست. از اين‌رو مقداري نمك به آب افزود. آب نمك در دمايي پايين‌تر از آب خالص منجمد مي‌شود. او با افزودن نمك به آب، دماي انجماد را تا جايي كه مي‌توانست پايين برد. آنگاه سطح ستون جيوه متناظر با اين دما را صفر درنظر گرفت. سپس سطح ستون جيوه را يكي در جايي كه آب خالص منجمد مي‌شود و يكي در جايي خيلي بالاتر، يعني جايي كه آب خالص به جوش مي‌آيد، نشانه‌گذاري و ستون بين نقطه انجماد و نقطه جوش را به قسمت مساوي تقسيم كرد. وي اين را از طرف پايين نيز با نشانه صفر خود ادامه داد. در مقياس فارنهايت نقطه انجماد آب در نشانه 32 نقطه جوش آب در نشانه 212 بود.

در مقياس فارنهايت دماي طبيعي بدن انسان  98/6 درجه فاراد است. اگر شخصي بيمار باشد، دماي بدن او كمي بالا مي‌رود، مثلاً به 100 درجه فاراد يا بيشتر مي‌رسد. در اين حالت مي‌گوييم كه او «تب» دارد. 

فعاليت تحقیقی

چرا آب رادياتور ماشين يخ نمي‌بندد؟ (راهنمايي: افزودن ناخالصي را بررسي كنيد.)    

فعاليت تحقیقی

چرا غذا در ديگ زودپز زودتر پخته مي‌شود؟ (راهنمايي: به بررسي فشار موجود در زود پز بپردازيد.)