تبیان، دستیار زندگی
دانش پژوهان گرامی شاید این سوال برای شما هم پیش آمده باشد که روغن زمانی که روی حرارت قرار داده می شود سریع داغ می شود، اما آب را که روی حرارت قرار می دهیم زمان می برد تا به جوش آید...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : سارا قیصری
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

ظرفیت گرمایی آب در برابر ظرفیت گرمایی روغن

ظرفیت گرمایی آب در برابر ظرفیت گرمایی روغن

دانش پژوهان گرامی شاید این سوال برای شما هم پیش آمده باشد که روغن زمانی که روی حرارت قرار داده می شود سریع داغ می شود، اما آب را که روی حرارت قرار می دهیم زمان می برد تا به جوش آید.

گرما، تبادل انرژی بین سیستم و محیط اطراف آن می باشد که در سه حالت زیر می تواند وجود داشته باشد:

1-      همرفت

2-      تابش

3-      انتقال

انتقال، تماس فیزیکی بین مولکول ها می باشد که در این حالت مولکول ها گرم می شوند و سریع به اطراف حرکت می کنند و انرژی خود را به مولکول های دیگرانتقال می دهند. همرفت، انتقال حرارت از طریق جریان سیال می باشد، مانند زمانی که آب گرم روی یخ ریخته می شود. تابش، زمانی روی می دهد که یک جسم حرارت را به شکل پرتوهای الکترومغناطیسی آزاد می کند.

ظرفیت گرمایی یک جسم، مقدار گرمایی است که لازم است تا دمای یک جسم را به اندازه یک درجه افزایش دهد. مایع ها گرما را در حالت های مختلف جذب می کنند. تغییر درجه حرارت یک مایع گرم شده به وسیله انتقال ممکن نیست، همین طور تغییر دمای مایع گرم شده توسط تابش ممکن نمی باشد.

دانش پژوهان گرامی برای انجام این پروژه چیزهایی که نیاز دارید به شرح زیر می باشند:

1- آب

2-  آب نمک

3-  روغن زیتون

4-  شیشه

5-  دماسنج دیجیتال

6-  مایکروویو

7-  کرنومتر

8-  نوار برای برچسب زدن

9-  صفحه داغ دیجیتال
10- هر مایع دیگری که می خواهید آزمایش کنید.
ظرفیت گرمایی آب در برابر ظرفیت گرمایی روغن

مراحل مقدماتی

شب قبل از آزمایش از هر مایع به اندازه نصف فنجان بردارید و آن را در شیشه بریزید. شما باید دو شیشه برای هر مایع داشته باشید. شیشه ها را در گوشه ای قرار دهید به طوری که هم دما شوند.

مراحل کار

تست های مایکروویو

1-  دمای اولیه ی مایعی که می خواهید آزمایش کنید را یادداشت نمایید. اطمینان حاصل کنید که دما را بر حسبC0  یادداشت کرده باشید.

2-  شیشه را با مایع اولیه در مایکروویو قرار دهید و آن را با قدرت کامل برای 30 ثانیه گرما دهید. دما و هر چیزی را که مشاهده کردید را یادداشت کنید.

3-   مرحله 2 را چندین مرتبه تکرار نمایید، دما و هر چیزی را که مشاهده می کنید یادداشت نمایید. مراقب باشید در برداشتن ظروف شیشه ای از مایکروویو، زیرا این ظروف گرما دریافت کرده اند.

4-  مراحل 1 تا 3 را برای مایع دوم تکرار کنید.

تست های صفحه داغ

1-  صفحه داغ را در 80 درجه سانتی گراد تنظیم کنید.

2-  دمای اولیه مایعی را که می خواهید آزمایش کنید را یادداشت نمایید.

3-  شیشه را روی صفحه داغ قرار دهید و کرنومتر را روشن کنید.

4-   دمای مایع را در هر دو دقیقه در یک بازه زمانی 20 دقیقه ای یادداشت کنید.

5-    مراقب مایع گرم شده باشید.

6-    مراحل 1 تا 5 را برای مایع دوم تکرار کنید.

رسم اطلاعات شما

نمودار را برای این پروژه می توانید طوری رسم نمایید که محور X زمان را و محور Y درجه حرارت را داشته باشد.

نتایج

مایکروویو در گرم کردن مایعات قطبی مانند آب بهتر عمل می کند. روغن ها غیر قطبی هستند. روغن زیتون روی صفحه داغ از آب سریع تر گرم می شود. آب هنوز هم زمانی که در مایکروویو قرار داده می شود نسبت به روغن زیتون کندتر گرم می شود، اما نمودار شما باید نشان دهد که آب در مایکروویو سریع تر گرم می شود، نسبت به زمانی که روی صفحه داغ قرارداده می شود.

ظرفیت گرمایی آب در برابر ظرفیت گرمایی روغن

چرا؟؟

روغن زیتون هم در مایکروویو و هم روی صفحه داغ از آب زودتر گرم می شود، زیرا زیرا ظرفیت گرمایی روغن کمتر از ظرفیت گرمایی آب است. آب به انرژی بیشتری در هر گرم از مایع برای تغییر دما نیاز دارد. آب می تواند انرژی گرمایی بیشتری نسبت به روغن زیتون نگه دارد.

اشعه های مایکروویو، اشعه هایی با طول موج یک میلی متر تا یک متر هستند. این طول موج های کوتاه، فرکانس بالاتر و در نتیجه انرژی بیشتری دارند. مایکروویو ها در گرم کردن مولکول های قطبی مانند آب، به خوبی عمل می کنند. هنگامی که دو اتم یک پیوند مشابه هستند فاصله الکترون های پیوند از دو هسته به یک اندازه بوده و دارای مرکز، محور و سطح تقارن بوده و در نتیجه مرکز ثقل بارهای مثبت و منفی بر هم منطبق خواهند بود و مولکول غیرقطبی است. اما وقتی مولکول از دو اتم مختلف تشکیل شده باشد مولکول دارای مرکز، محور و سطح تقارن نبوده و الکترون ها بیشتر به یک اتم نزدیک تر و از دیگری دورتر هستند در این صورت مولکول قطبی خواهد بود.

در مولکول آب اتم اکسیژن بار منفی و اتم هیدروژن دارای بار مثبت است. روغن هایی مانند روغن زیتون زنجیره هایی طولانی هستند که به طور مساوی از هم فاصله دارند و غیر قطبی می باشند، بنابراین آن ها انرژی را از امواج مایکروویو به خوبی مولکول های قطبی آب جذب نمی کنند.

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان

تهیه و تنظیم: اعظم اژدری

مطالب مرتبط:

سیارات مارگارین

آب و خزه

چرخه سانتریفیوژ