ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه هفتم

 اهداف:

• آشنایی با مفهوم ظرفیت گرمایی و ظرفیت گرمایی ویژه
• آشنایی با خواص ظرفیت گرمایی آب

وسایل مورد نیاز:

• لیوان کاغذی و پلاستیکی(یکبار مصرف)
• چراغ الکلی

7-1 ظرفیت گرمایی و ظرفیت گرمایی ویژه 
در جلسه قبل سرعت گرم شدن و سرد شدن سه مایع را با هم بررسی کردیم. همان طور که دیدیم آب با سرعت کمتری نسبت به دیگر مایعات سرد و گرم می شد. به این خاصیت مواد ظرفیت گرمایی گفته می شود. به زبان دقیق تر مقدار گرمایی که به جسم می دهیم تا دمای آن یک درجه افزایش یابد را ظرفیت گرمایی ویژه آن جسم می گوییم. هرچه ظرفیت گرمایی جسمی بیشتر باشد، مقدار گرمایی که باید دریافت کند بیشتر است تا یک درجه افزایش دما پیدا کند.

برای اینکه بتوان این ویژگی را در مواد مختلف با هم مقایسه کنیم باید مستقل از جرم باشد. پس مشخصه ی دیگری به نام"ظرفیت گرمایی ویژه" تعریف می کنیم که معادل تقسیم کردن ظرفیت گرمایی جسم بر جرم آن می باشد. به بیان دیگر ظرفیت گرمایی ویژه جسم برابر مقدار گرمایی است که به یک گرم از جسم می دهیم تا دمایش یک درجه افزابش یابد. به عنوان مثال ظرفیت گرمایی ویژه آب تقریباً ده برابر آهن است.

در زیر ظرفیت گرمایی ویژه چند ماده آورده شده است تا بتوانِد با مقایسه آنها شهود بهتری نسبت به مواد به دست آورید.

به غیر جاهایی که ذکر شده بود بقیه اندازه گیری ها در دمای 25 درجه سانتیگراد بوده است.

حداقل و حداکثر مقدار ها به صورتی پررنگ تر مشخص شده اند.

_ جدول بالا را از کم ترین تا بیشترین مقدار ظرفیت گرمایی ویژه مرتب کنید و نتایج را برای ما بفرستید.

با توجه به دسته بندی که انجام داده اید نتیجه گیری کنید. بیشترین ظرفیت گرمایی ویژه برای چه ماده ای است؟ 

ماده ای که بیشترین مقدار ظرفیت گرمایی ویژه را دارا است واجد چه شرایطی می باشد؟

7-2 خواص ظرفیت گرمایی آب 
فکر می کنید اینکه آب ظرفیت گرمایی بسیار بالایی دارد ، چه سود و ضرری می تواند داشته باشد؟ 

فلش (شماره 2)  را ببینید. از این فلش چه دریافته اید؟

توضیح فلش: دریا و ساحل آن در طول روز به یک مقدار از خورشید گرما دریافت می کنند. ولی با توجه به تفاوت بین ظرفیت گرمایی شان دمای ساحل سریع تر بالا می رود. در شب نیز به همین علت دمای ساحل سریع تر پایین می آید؟

فلش(شماره 3) را مشاهده نمایید. چه نتایجی می توان گرفت؟

توضیح فلش: بعد از توضیح هر قسمت، بر روی کلید continue کلیک کنید تا قسمت بعدی نمایش داده شود. 

قسمت اول- به بررسی و مقایسه بین ظرفیت گرمایی آب و شن (خاک) می پردازد. همان طور که مشاهده می کنید. آب به دلیل ظرفیت گرمایی فوق العاده زیادش گرمای بیشتری راجذب می کند و دمایش کمتر بالا می رود.

قسمت دوم- دو شهر که در عرض جغرافیایی یکسانی هستند انتخاب می شود. یکی نگپور که در خشکی واقع شده و دیگری هنگ کنگ که در ساحل واقع شده است. با اینکه روزانه از آفتاب گرمای تقریباً یکسانی دریافت می کنند ولی نگپور دمایش بالا تر می رود. چرا؟

قسمت سوم- وقتی خورشید غروب می کند دمای دو شهر کم می شود ولی نگپور شب های سردتری دارد.

قسمت چهارم- همان طور که دیدید. هنگ کنگ با توجه به اینکه در نزدیکی دریا قرار دارد و با توجه به ظرفیت گرمایی خیلی بالای آب تغییرات دمایی اش بسیار کمتر از نگپور است. 

آیا به نظر شما باریدن برف درشهرهای ساحلی طبیعی است؟چرا؟
با توجه به آنچه گفته شد. می توان فهمید که آب چه نقش مهمی بر حیات کره زمین دارد. فرض کنید درون اقیانوس ها و دریا ها بجای آب مایع دیگری وجود داشت. با توجه به اینکه ظرفیت گرمایی آب خیلی بیشتر از دیگر مایعات می باشد. کره زمین روزانه می بایست تغییرات دمایی وحشتناکی را تحمل می کرد به طوری که دمای آن در طول روز به حدی می رسید که هیچ موجودی دیگر زنده نمی ماند. 

7-3 آزمایش
آزمایش زیر را انجم دهید:
دو سوم یک لیوان کاغذی و یک لیوان پلاستیکی( یکبار مصرف) را از آب پر کنید و بر روی چراغ الکلی قرار دهید و ببینید آب درون آن جوش می آید یا لیوان ها از بین می روند؟
مشاهدات خود را ثبت کرده و دلیل آن را بیان کنید.
 

تکلیف 1: جدول ظرفیت گرمایی را از کم ترین تا بیشترین مقدار ظرفیت گرمایی ویژه مرتب کنید و به همراه پاسخ سئولات برای ما ارسال نمایید.

تکلیف 2: آزمایش بخش 7-3 را انجام دهید و نتایج مشاهدات خود را برای ما ارسال نمایید.

محل بازدید/ اردو/ خرید: _______

منابع مطالعه: سایت دانشنامه رشد شما را با مفاهیم ظرفیت گرمایی و ظرفیت گرمایی ویژه بیشتر آشنا خواهید شد.

_ با مفهوم ظرفیت گرمایی در سایت ویکی پدیا بیشتر آشنا شوید.

http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B8%D8%B1%D9%81%DB%8C%D8%AA_%DA%AF%D8%B1%D9%85%D8%A7%DB%8C%DB%8C