آشنایی با واحدهای گرم و دما
از دیرباز انسان برای مقایسه یا گرفتن اندازه هر چیزی از مقیاس های مختلف استفاده می نموده است. او برای دادن اندازه یک شی از اعضای بدن خود استفاده می کرد مثلا برای عمق از اندازه پا یا فوت استفاده می کرد و برای طول یک چیز، وجب یا پهنای چهار انگشت به کار می برد که می توانست در طول زمان متفاوت باشد. همچنین به دلیل پراکندگی تمدن های مختلف در هر جای دنیای برای خود معیارهای خاصی داشتند که گاها در بین اقوام و ملت موجب بروز مشکلاتی می گشت. اندازه گیری قدمتی به اندازه تاریخ انسان و زندگی او دارد و با پیشرفت های صورت گرفته و توسعه تکنولوژی به همراه او تکامل یافته و به امروز رسیده که به شکل استانداردها و قوانین بین المللی به صورت یکسان در کل جهان انسجام یافته است. در این مقاله با توان گرمایی نیز آشنا خواهیم شد.
اندازه گیری یعنی منتسب نمودن یک عدد به یک مشخصه از چیزی یا رویدادی می باشد که قابل مقایسه با اشیاء و رویدادهای دیگر است. وقتی سخن از اندازه گیری به میان می آید اولین کلمه بعد از اندازه گیری واحد آن می باشد که ذهن رابه خود مشغول می دارد. برای ایجاد یک سیستم اندازه گیری یکسان در دنیا از سیستم اندازه گیری استاندارد متریک یا SI استفاده می شود. در این سیستم برای هر یکایی واحدهای مربوط به آن تعریف شده و در کل دنیا کاربرد دارد. به عنوان نمونه یکای اندازه گیری طول واحد متر می باشد. واحدهای دیگری همچون سانتی متر و میلی متر یکاهای فرعی هستند که از روی یکای اصلی به دست می آیند.
مفاهیم و واحدهای اندازه گیری گرما، دما و توان گرمایی
استفاده از دو واژه گرما و دما در اصطلاحات عامه و زندگی روزانه بجای هم مرسوم است اما در تعاریف علمی این دو کلمه با وجود ارتباطی که باهم دارند ولی مفهوم جداگانه ای را بیان می کنند. اختلاف عمده میان دما و گرما این می باشد که گرما نوع و شکلی از انرژی می باشد اما دما شدت انرژی گرمایی یا واحدی برای اندازه گیری این انرژی به حساب می آید. واحدهای اندازه گیری آنها با هم متفاوت می باشد.
گرما چیست؟
همانطور که در بالا نیز اشاره شد در این بخش قصد آشنایی با مفاهیم و واحدهای اندازه گیری گرما، دما و توان گرمایی را داریم.
گرما نوعی از انرژی می باشد که به دلیل اختلاف دما میان دوجسم وصل شده به هم از جسم گرمتر به جسم سردتر منتقل شده یا شارش می یابد وتا زمانی که میزان گرمای دو جسم به حد یکسان نرسیده باشد این شارش ادامه خواهد یافت. این عمل به معنی به تعادل رسیدن گرمای بین دو جسم نامیده می شود. تمامی اجسام از مولکول تشکیل شده اند که این مولکول دارای حرکت می باشند که به آن انرژی جنبشی گفته می شود و به علت حالت قرارگیری نسبت هم این مولکول ها اجسام حاوی انرژی پتانسیل نیز می باشند. مجموع این دو انرژی روی هم را گرمای جسم تعریف می کنند. زمانی که به جسم گرما داده می شود هر دوی این انرژی ها افزایش پیدا می کنند.
واحد های اندازه گیری گرما در سیستم متریک یا SI مشابه انرژی بوده و از واحد ژول استفاده می گردد. اما متداول ترین واحد برای سنجش میزان گرما واحد کالری بوده که بنا به تعریف مقدار گرمایی است که می تواند دمای یک گرم آب را به اندازه یک درجه سانتی گراد افزایش دهد. از واحدهای فرعی اندازه گیری گرما، کیلو کالری می باشد. از واحدهای دیگر برای گرما می توان به واحد BTU که یک واحد در سیستم اندازه گیری انگلیسی می باشد اشاره نمود.
دما چیست؟
همانطور که در بالا نیز اشاره شد در این بخش قصد آشنایی با مفاهیم و واحدهای اندازه گیری گرما، دما و توان گرمایی را داریم.
دما نشان دهنده میانگین سرعت حرکت مولکول های تشکیل دهنده یک جسم می باشد. و زمانی که میان دو جسم اختلاف دما وجود دارد تبادل حرارتی یا شارش خود بخودی گرما بین دو جسم صورت می گیرد. و همانطور که گفته شد این نقل وانتقال دما از جسم گرم به جسم سرد می باشد. تعریف ساده دما معیاری برای میزان گرمی و سردی اجسام می باشد. دما و گرم کمیت های مرتبط با هم می باشند ولی معنای یکسانی ندارند، دما مقدار سرعت مولکول های جسم را مشخص می کند اما گرما علاوه بر نشان دادن سرعت حرکت مولکول ها، تعداد مولکول های متاثر را هم نشان می دهد.
دستگاه اندازه گیری دما ترمومتر یا دماسنج می باشد که مطابق با واحد در نظر گرفته شده برای آن، دما را سنجش می نماید. واحد های رایج برای دما سانتی گراد یا سلسیوس با علامت اختصاری C، کلوین با علامت K و واحد اندازه گیری فارنهایت F می باشند. که هر سه این واحد ها با ثابت های مشخص قابل تبدیل به یکدیگر هستند. در پکیج های برقی هیمورا می توانید به این نتیجه پی ببرید که بدون افت دما گرمایش را تامین می کنند.
تبدیل سانتی گراد به فارنهایت °F=°C´1.8+32
تبدیل سانتی گراد به کلوین +273.15 °C= °K
تعریف توان گرمایی
مقدار انرژی گرمایی در واحد زمان، توان گرمایی گفته می شود. توان گرمایی یا همان ظرفیت حرارتی واحدی برای میزان گرمای تولیدی دستگاه های گرمایشی همانند هیترها، بخاری، مشعل، هواساز و دیگ می باشد. که در این سیستم های گرمایشی برای سنجس حرارت مورد استفاده قرار می گیرد و این عدد هرچقدر بالاتر باشد یعنی دستگاه توانایی بیشتری برای تولید گرما دارد.
واحدهای اندازه گیری توان گرمایی عبارتند از ژول بر ثانیه یا وات و کیلوکالری بر ساعت می باشند. هر کیلوکالری بر ساعت برابر 1.16 ژول بر ثانیه یا وات است. کیلو وات واحد فرعی اندازه گیری توان گرمایی می باشد.