دما

● اصول اساسی اندازه‌گیری دما
با پیشرفت روش‌های علمی، اندازه‌گیری دقیق دما امکان‌پذیر شده است. چنانچه دمای جسمی افزایش یابد، بعضی تغییرات فیزیکی در آن پدید می‌آید، از جمله …

اصول اساسی اندازه‌گیری دما

با پیشرفت روش‌های علمی، اندازه‌گیری دقیق دما امکان‌پذیر شده است. چنانچه دمای جسمی افزایش یابد، بعضی تغییرات فیزیکی در آن پدید می‌آید، از جمله تغییرات در اجسام جامد، مایع و گاز را می‌توان نام برد. تغییر حالت نیز اتفاق می‌افتد. مثلاً جامدات ذوب می‌شوند و مایعات به جوش می‌آیند.

دماسنج دستگاهی است که دما را اندازه‌گیری می‌کند. بسیاری از خصوصیات فیزیکی جسم در ساخت دماسنج‌ها به کار رفته است. از جمله این خصوصیات می‌توان به کارگیری انبساط جامدات، مایعات، گازها و تغییر مقاومت الکتریکی با دما را نام برد. ابزار اندازه‌گیری دماهای زیاد پیرومتر نامیده می‌شود. به‌عنوان مثال، یکی از انواع پیرومتر، پیرومتر تابشی است که با گرمای تشعشعی صادر شده از جسم داغ در ارتباط است. پیرومتر دارای اینمزیت است که با جسم داغی که دمای آن اندازه‌گیری می‌شود، در تماس مستقیم قرار ندارد.

باید توجه داشت که دما دارای بعد نیست و نمی‌توان آن را مانند طول اندازه‌گیری کرد. اگر جسمی ۱۵ متر طول داشته باشد، می‌توان واحد طول را ۱۵ بار در آن گنجانید اما در مورد دما چنین واحدی وجود ندارد.

تغییرات دما با ارتفاع

دما معمولاً با ارتفاع در تروپسفر تقلیل می‌یابد. میزان کاهش دما با ارتفاع را باختصار لاپسریت دما می‌گویند.

میانگین میزان کاهش دما با ارتفاع در تروپسفر حدود ۶ درجه سانتیگراد در هر کیلومتر است، یعنی اگر دما در سطح متوسط دریا ۱۵ درجه سانتیگراد باشد، دما هوا در ارتفاع ۵ کیلومتری در حدود ۱۵ درجه سانتیگراد به زیر صفر تنزل می‌کند (میزان کاهش ۳۰ درجه سانتیگراد است).

در بعضی از قسمت‌های جو دما با ارتفاع افزایش می‌یابد، که در این حالت میزان کاهش دما با ارتفاع منفی است، یعنی لاپستریت منفی است. باید به خاطر داشت که منفی بودن میزان کاهش دما با ارتفاع بدین معنی است که دما با ارتفاع افزایش می‌یابد . به‌عنوان مثال، فرض می‌کنیم در ازاء یک کیلومتر ارتفاع دمای هوا به میزان دو درجه سانتیگراد افزایش یابد، در این صورت لاپسریت منفی و میزان آن ۲ درجه در هر کیلومتر است. معمولاً دما در تروپسفر با ارتفاع کاهش می‌یابد و کاهش دما با ارتفاع به‌طور متوسط ثابت و میزان آن در حدود ۶ درجه سانتیگراد در هر کیلومتر است.

گاهی افزایش دما با ارتفاع در لایه‌ای به‌طور عمودی دیده می‌شود که در این صورت افزایش دما در لایه وجود داشته و تغییرات دما با ارتفاع در آن از نحوه معمول در تروپسفر معکوس شده است. چنین حالتی را وارونگی دما (اینورشن) می‌نامند.

افزایش دما با ارتفاع به‌طور متوسط در قسمت بالای استراتسفر اتفاق می‌افتد و کاهش دما با ارتفاع به‌طور متوسط در مزوسفر روی می‌دهد. به عبارت دیگر، میزان کاهش دما با ارتفاع در لایه سوم هم مثبت است.

در ترموسفر، دمای هوا با ارتفاع افزایش پیدا می‌کند. پس در این لایه هم میزان کاهش دما با ارتفاع منفی است.

دمای جو در چگالی هوا اثر می‌گذارد. از روی چگالی هوا می‌توان وزن ستونی از هوا به سطح مقطع واحد را از زمین تا انتهای جو محاسبه کرد. این همان فشار جو است.