آزمايشگاه مجازي فيزيك

دما :

دما معياري است كه ميزان درجه ي سردي و گرمي اجسام را مشخص مي كند.

نكته:

دما بستگي به انرژي دروني ماده دارد. به طوري كه هر چه دماي جسم معيني بالاتر باشد. انرژي دروني آن بيشتر است يعني ذره هاي آن داراي انر‍‍ژي بيشتري هستند.

منظور از دماسنجي چيست؟

راه و شيوه هاي اندازه گيري و تعيين دما را دماسنجي مي ناميم.

اشكال دماسنجي به كمك حس لامسه چيست؟

اين روش بي دقت ترين نوع دماسنجي است.

دما سنج :

اندازه گيري دقيق دما توسط دما سنج صورت مي گيرد.

نكته:

 ساده ترين و رايج ترين نوع دما سنج، دماسنج هاي جيوه اي و الكلي است.

نكته:

اساس كار دماسنج جيوه اي و الكلي بر انبساط مايعات است.

نكته:

تقريباً همه ي مواد (جامد، مايع و گاز) وقتي گرم شوند منبسط مي شوند.

ساختمان دما جيوه اي (يا الكلي) :

اين نوع دماسنج، از يك شيشه اي باريك سربسته (خالي از هوا) متصل به يك مخزن تشكيل شده است.مخزن پر از جيوه (يا الكل) است . با بالا رفتن مايع درون مخزن ، حجم مايع نيز بيشتر مي شود. (انبساط مي يابد) و مايع در لوله ي باريك بالا مي رود. از ارتفاع مايع در لوله ي باريك مي توان براي اندازه گيري دما استفاده كرد، زيرا هر چه دما بالاتر باشد، ارتفاع مايع بيشتر و هر چه دما كمتر باشد، ارتفاع مايع كمتر است.

نكته:

رايج ترين روش درجه بندي دماسنج درجه بندي سلسيوس است كه دماي يخ خالص در حال ذوب (در فشار يك اتمسفر) را صفر و دماي بخار آب جوش را برابر صد مي گيرند.

نكته:

اولين بار سلسيوس سوئدي به اين روش دماسنج را درجه بندي كرد.

 مدرج كردن دماسنج به روش سلسيوس چگونه است؟

1. نخست دما سنج را درون مقداري يخ خرد شده در حال ذوب قرار مي دهيم. به گونه اي كه مخزن دما سنج كاملاً درون يخ قرار گيرد پس از آن كه سطح جيوه در لوله ي باريك در پاين ترين ارتفاع بصورت ثابت قرار گرفت. محل آن را علامت مي زنيم و عدد صفر را در كنار آن ثبت مي كنيم.

2. سپس دما سنج را در سطح بالاي آب جوش قرار مي دهيم كه قسمت مخزن دما سنج در تماس كامل با بخار قرار گيرد. محل قرار گرفتن سطح جيوه در لوله ي باريك را علامت مي زنيم و عدد صد را كنار آن ثبت مي كنيم.

3. فاصله ي بين درجه صفر و درجه ي صد را به صد قسمت مساوي تقسيم مي كنيم و هر قسمت را يك درجه «سيليسوس» مي ناميم و هر درجه را با علامت Cْ نمايش مي دهيم.

4. اين درجه بندي را( با درجه بندي هايي به همين فاصله از يكديگر) به زير صفر و بالاي صد نيز ادامه مي دهيم. دماهاي زير صفر درجه سليسوس را با عددهاي منفي مشخص مي كنيم.

 نكته:

وقتي مي خواهند دما را بر حست درجه سلسيوس مشخص كنند معمولاً آن را با نماد  (تتا) نمايش مي دهند.

نكته:

اندازه گيري دما توسط دما سنج هاي جيوه اي و الكلي براي دماهايي امكان پذير است كه بالاتر از نقطه ي انجماد و پائين تر از نقطه جوش مايع درون دما سنج باشد.

پس اگر بخواهيم دماي جوش آب را اندازه گيري كنيم نمي توانيم از دماسنج الكلي استفاده كنيم زيرا آّب در 100 درجه ي سانترگراد به جوش مي آيد اما الكل در 79 درجه سانتي گراد.

منظور از دماي تعادل چيست؟

هر گاه بين دو جسم اختلاف دما وجود داشته باشد. جسمي كه دماي بيشتري دارد گرما از دست مي دهد و جسمي كه دماي كمتري دارد گرما مي گيرد تا هر دو جسم به يك دما برسند اين دما را دماي تعادل دو جسم مي گويند.

چه موقع مي گوييم دو جسم در تعادل گرمايي هستند؟

زماني كه اگر در تماس با يكديگر قرار گيرتد دماي آن ها تغيير نكند.

گرما:

اگر دو جسم با دماهاي مختلف در تماس با يكديگرقرار دهيم انرژي از جسم گرمتر به جسم سردتر جريان مي يابد. به انرژي كه در چنين شرايطي منتقل مي شود. انرژي گرمايي مي گويند. گرما مقدار انرژي است كه به دليل اختلاف دما، بين اين دو جسم  كه با هم در تماس هستند مبادله مي شود.

نكته: گرما را با نماد Q نمايش مي دهيم.

 رسانش گرما :

اگر بين دو نقطه از يك جسم، اختلاف دمايي بوجود بيايد، گرماي درون جسم از قسمت با دماي بالاتر به قسمت با دماي پايين تر شارش (شارش به معناي جاري شدن است) مي كند. اين نوع شارش يا انتقال گرما را رسانش گرما مي گويند.

به چه موادي رساناي گرما مي گويند؟

موادي مثل فلزات كه گرما را بسيار سريع از خود عبور مي دهند.

به چه موادي نارساناي گرما (عايق گرما) مي گويند؟

موادي مثل شيشه، چوب و پلاستيك و ... كه گرما را بسيار آهسته منتقل مي كنند را نارساناي گرما مي گويند.

چند مورد استفاده از رساناهاي خوب گرما :

شعله پخش كن و قابلمه هاي آلومينيومي، مسي، آهني و يا تركيبي از آنها رساناهاي خوبي هستند.

نكته:

آب رساناي خوبي براي گرما نيست.

هوا رساناي ضعيف گرماست.

يك نمونه استفاده از رساناي ضعيف بودن هوا:

استفاده از لباس هاي ضخيم و پشمي در هواي سرد باعث جلوگيري در اتلاف گرماي بدن است. در اين لباس ها هوا در بين تارها و منفذهاي لباس به عنوان عايق خوب عمل مي كند.

 گرماي وي‍‍ژه چيست؟

مقدار گرمايي كه به يك كيلوگرم از يك ماده داده مي شود تا دماي آن يك درجه سلسيوس افزايش يابد.

نكته:

گرماي ويژه آب برابر است با مقدار گرمايي كه براي گرم كردن يك كيلوگرم آّب به اندازه ي يك درجه سلسيوس لازم است.

رابطه ي يه دست آوردن انرژي تلف شده از يك سطح در يك زمان مشخص:

(مساحت)×(مدت زمان)×(اختلاف دما)× (آهنگ عبور گرما از واحد سطح به ازاي واحد اختلاف دما) = انرژي تلف شده

رابطه بدست آورن مقدار گرماي يك جسم:

                                                       Q =mc(θ_{2 -} θ₁ ) = mc∆θ مقدارگرما

نكته:

يكاي آهنگ عبور گرما، ژول بر متر مربع ثانيه درجه سلسيوس است.

نكته:

يكاي گرماي ويژه، ژول بر كيلوگرم بر درجه سلسيوس است.

آهنگ مصرف انرژی:

به میزان مصرف انرژی در یک زمان معین آهنگ مصرف انرژی می گویند.

نکته: وقتی می گویم آهنگ مصرف انرژی در هنگام خواب 5 کیلو ژول بر دقیقه است. یعنی فرد در هر دقیقه 5 کیلو ژول انرژی مصرف می کند.

انرژي دروني :
به مجموع انرژيهاي جنبشي و پتانسيل ذرات تشکیل دهنده يك ماده انرژي دروني آن جسم گويند.

نکته:  هر گاه به ماده گرما بدهيم. انرژي دروني آن افزايش مي يابد.

نکته: بالا رفتن انرژی درونی جسم معمولاً به صورت گرم تر شدن آن ظاهر می شود.

نکته:  در اثر مالش دو سطح بر روي يكديگر مقداري انرژي به انرژي دروني دو جسم تبديل مي شود كه به آن اصطكاك مي گويند. انرژي حاصل از اصطكاك كه به صورت گرما در مي آيد تلف نمی شود بلکه انرژي مكانيكي به انرژي دروني تبديل شده است.

قانون پايستگي انرژي :
انرژي يك جسم هيچ گاه از بين نمي رود و خود به خود نيز بوجود نمي آيد و همواره پايسته (ثابت) مي ماند، مگر اينكه مقداري از آن را به جسم ديگري بدهد و يا اينكه از جسم ديگر انرژي دريافت كند.  در حالت پایسته هم می تواند از صورتی به صورت دیگر تبدیل شود.

انرژی جنبشی:

انرژی یه جسم متحرک صرفاً به علت حرکتش دارد را انرژی جنبشی گویند.

و از رابطه زیر بدست می آید:                 K=1/2 MV2

نکته: فرم صحیح رابطه در کتاب هست.

که K انرژی جنبشی بر حسب ژول، m جرم جسم بر حسب کیلوگرم و v سرعت جسم بر حسب متر بر ثانیه است.
انرژي پتانسيل گرانشي :
هر گاه جسمي به جرم m را به ارتفاع h از سطح زمين بالا ببريم، كاري كه روي جسم انجام مي دهيم به صورت انرژي پتانسيل درآن ذخيره مي شود و اگر جسم به سطح اوليه خود باز گردد، همين مقدار كار را پس مي دهد. اين انرژي پتانسيل گرانشي گويند و از رابطه ي زير محاسبه مي گردد.       U=mgh

که h ارتفاع از سطح زمين بر حسب متر U انرژي پتانسيل گرانشي جسم بر حسب ژول ، m جرم جسم بر حسب کیلوگرم و g شتاب گرانشي زمين است.

نکته: جسم بدلیل ارتفاعش از سطح زمین انرژی پتانسل گرانشی دارد.

 انرژي پتانسيل كشساني:

انرژي پتانسيل ذخيره شده در فنر فشرده شده یا کشیده شده را انرژي پتانسيل كشساني مي گويند.

منابع انرژي :
منابع انرژي به دو دسته تجديد پذير و تجديد ناپذير تقسيم مي شوند. انرژيهاي تجديد ناپذير فقط يكبار قابليت مصرف دارند، اما انرژيهاي تجديد پذير تمام نمي شوند. برخي از اين منابع عبارتند از :
الف – انرژي خورشيدي، باد، امواج دريا، انرژي هيدروالكتريك (برق آبي)، انرژي زمين گرمايي، سوخت هاي گياهي (بيومس)

 منابع انرژيهاي تجديد ناپذير
اين انرژيها فقط يكبار قابليت مصرف دارند.
منابع انرژي محدود است و پس از مدتي تمام مي شود.
سوخت هاي فسيلي و سوخت هاي هسته اي از منابع انرژي تجديد ناپذير هستند
1.سوخت هاي فسيلي چگونه تشكيل مي شوند؟ به چه كاربردي در صنايع پالايش دارند؟
تنه هاي پوسيده درختان و باقي مانده ي جانوران در زير گل و لاي در طي ميليون ها سال تحت فشار و دماي مناسب به زغال سنگ نفت و گاز تبديل مي شوند كه به آنها سوخت هاي فسيلي مي گويند.
با استفاده از سوخت هاي فسيلي هزاران ماده چون قطران، بنزين، نفت سفيد، نفت ، گاز ، روغن موتور، رنگ ، كود شيميايي، دارو، پلاستيك و حتي غذا در صنايع پالايش و پتروشيمي بدست مي آيد.
2 – سوخت هسته اي چيست و چگونه از آن استفاده مي شود؟
الف) هسته اتمهاي سنگين مانند اورانيوم و توريسم مي توانند با واكنش شكافت هسته اي انرژي زيادي را آزاد كنند. به اين مواد سوخت هسته اي مي گويند.
ب ) در واكنش شكافت هسته اي، هسته ي اتم سنگين بر اثر واكنش با نوترون به دو هسته ي سبك تر شكافته مي شود و گرماي زياد آزاد مي شود. اين واكنش معمولاً در راكتور هسته اي انجام مي شود.
3 – راكتور هسته اي چيست؟
كوره اي كه سوخت آن ماده ي شكافت پذير است مانند اورانيوم
4 – استفاده از سوخت هاي هسته اي چه مشكلاتي دارد؟
الف. مقدار عناصر شكافت پذير محدود و تمام شدني است.
ب : بهره برداري از راكتورهاي هسته اي مشكل و پرهزينه مي باشد.
پ : سوخت هاي هسته اي (هسته ي اتم هاي شكافت پذير) پرتو او بسيار خطرناك است.
ت: محصولات حاصل از شكافت شديداً پرتوزا نگهداري و دفن آنها از نظر زيست محيطي بسيار مشكل و پرهزينه است.
ث: حوادث راكتورها خطرناك است و در صورت وقوع محيط زيست آلوده مي شود.
 
منابع انرژي تجديد پذير :
• منابع انرژي تجديد پذير تمام نمي شوند.
• منابع معمولاً محيط زيست را آلوده نمي كنند
• منابع انرژي چون انرژي خورشيدي و ... از جمله منابع انرژي تجديد پذير مي باشند.

انرژي خورشيد :
1 – انرژي كه زمين از خورشيد مي گيرد چه مي شود؟
نيمي از اين انرژي به سطح زمين و آب اقيانوسها مي رسد و آب و هواي زمين را گرم مي كند و مقداري از آن بر اثر فتوسنتز به صورت انرژي شيميايي جذب گياهان و سبب گرم شدن آنها مي شود.

2 – مقدار كل انرژي دريافتي زمين از خورشيد چقدر است؟
در هر ثانيه معادل انرژي حاصل از سوختن سه ميليون تن بنزين است.
3- روش هاي بهره گيري از انرژي خورشيدي را بنويسيد.
الف) استفاده از صفحه هاي خورشيدي در آب گرم كن ها با دماي كم كه نور خورشيد را به انرژي گرمايي تبديل مي كند.
ب) استفاده از آينه هاي مقعر بزرگ در كوره هاي خورشيدي كه پرتوهاي خورشيد در ناحيه اي كوچك متمركز مي شود. از اين روش مي توان براي تبديل آب به بخار در يك نيروگاه برق استفاده كرد.
پ) استفاده از سلول هاي خورشيدي كه نور خورشيد را مستقيماً به الكتريسته تبديل مي كنند. از اين روش مي توان انرژي لازم براي دستگاههاي برقي ، مخابراتي و ماهواره ها را تهيه كرد.

ب : انرژي باد :
از انرژي باد چگونه استفاده مي شود؟
توربين هاي بادي نيروگاههاي بادي و پره هاي بزرگ آسياهاي بادي را در مسير باد قرار مي دهند تا پره هاي آنها را به گردش در آورد. اما توربين هاي بادي معمولاً پر سر و صدا هستند و منظره هاي طبيعي را خراب مي كنند. بنابراين طرفداران محيط زيست با استفاده از اين نيروگاهها مخالفند.

ج) انرژي امواج دريا :
1. از انرژي امواج دريا چگونه استفاده مي شود؟
افت و خير امواج دريا را به كمك نوعي مبدل مي توان به انرژي الكتريكي تبديل كرد.

ت ) انرژي هيدرو الكتريك( برق آبي) :
1. انرژي هيدروالكتريك چيست؟
جمع آوري آب از ارتفاع زياد به سطح پائين تر در پشت يك سد براي راه اندازي توربين آبي متصل به يك مولد برق را انرژي هيدروالكتريك (برق آبي) مي گويند.
بيشتر نيروگاهها در مناطقي ساخته مي شوند كه آب كافي دارند و ميزان بارندگي ساليانه در آنها بيشتر از نقاط ديگر است.

2. استفاده از سدهاي آبي چه مشكلاتي دارد؟
الف) زمين هاي منطقه ي پشت سد به زير آب مي رود
ب) زيستگاه منطقه عوض مي شود.

ث) انرژي زمين گرمايي:
1. منظور از انرژي زمين گرمايي چيست؟ و در چه مناطقي مي توان از آن استفاده كرد؟
گرماي موجود در زير سطح كره زمين انرژي زمين گرمايي مي گويند. در مناطقي كه به عنوان محل آتش فشان يا زلزله شناخته مي شوند مي توان ازاين انرژي استفاده كرد.
2. چگونه از انرژي زمين گرمايي استفاده مي شود؟
در يك سيستم آب سرد از طريق مجرايي به طرف صخره هاي داغ در عمق زمين مي رود و از طريق مجرايي ديگر به صورت آب گرم يا بخار خارج مي شود كه از آن براي گرم كردن خانه ها و يا به راه انداختن توربين بخار استفاده مي شود.
انرژي زمين گرمايي در صورتي تجديد پذير محسوب مي شود كه انرژي كه از آن برداشته مي شود. بيش از انرژي اي نباشد كه از طريق مركز جايگزين مي شود همچنين مقدار آب تزريق شده و آب خارج شده برابر باشد.

ج) سوخت هاي گياهي (بيومس)‌:
1. سوخت هاي گياهي (بيومس) شامل چه سوخت هايي مي باشند؟
اين سوخت ها شامل محصولات زراعي، بقاياي محصولات گياهان طبيعي، فضولات حيوانات و فاضلاب هاي انساني مي باشد.
2 – چگونه ازسوخت هاي گياهي استفاده مي شود؟
با تخمير سوخت هاي گياهي توسط آنزيم ها و يا تجزيه آن ها توسط باكتريها در نبود هوا مي توان مواد سوختي از قبيل الكل و گاز متان توليد كرد و سوخت هاي گياهي مايع را مي توان به جاي بنزين استفاده كرد.
3 – مزاياي استفاده از سوخت هاي گياهي مايع به جاي بنزين چيست؟
انرژي سوخت هاي گياهي مايع 50 درصد كمتر از بنزين است. ولي سرب و گوگرد ندارند و در اثر سوختن آنها آلودگي كمتري ايجاد مي شود.
4 – زيست گاز چيست؟
مخلوطي از متان و كربن دي اكسيد و با انرژي حدود 70 درصدگاز طبيعي است.
بهينه سازي مصرف انرژي :
به هنگام استفاه از انرژيهايي كه در دسترس داريم، قسمتي از آنها به صورت انرژي دروني درآمده و به اصطلاح تلف مي شود. به طور مثال در موتور اتومبيل اصطكاك قسمت قابل توجهي از انرژي را به صورت گرما در مي آورد. براي استفاده از اين انرژي بايد موارد زير را بكار گرفت:
1. استفاده از وسايل نقليه ي عمومي
2. عايق بندي بهتر ساختمانها
3. استفاده از موتورهايي كه راندمان بالاتري دارند.
4. استفاده درست از انرژي الكتريكي
5. با استفاده ي مناسب از منابع كشاورزي و منابع طبيعي، انرژي شيميايي در گياهان و طبيعت وجود دارد را حفظ كنيم.
انرژي الكتريكي چيست؟
قابليت انجام كار به وسيله جريان الكتريكي را انرژي الكتريكي مي گويند. وقتي وسايل برقي روشن مي شوند، انرژي الكتريكي به انرژي مكانيكي تبديل مي شود و يا در يك لامپ روشن انرژي الكتريكي به انرژي نوراني و حرارتي تبديل مي شود.

"توضيح دهيد که چگونه مي توان با استفاده از يک فشارسنج ارتفاع يک آسمان خراش اندازه گرفت؟"
سوال بالا يکي از سوالات امتحان فيزيک در دانشگاه کپنهاگ بود. يکي از دانشجويان چنين پاسخ داد: "به فشار سنج يك نخ بلند مي بنديم. سپس فشارسنج را از بالاي آسمان خراش طوري آويزان مي کنيم که سرش به زمين بخورد. ارتفاع ساختمان مورد نظر برابر با طول طناب به اضافه ي طول فشارسنج خواهد بود." پاسخ بالا چنان مسخره به نظر مي آمد که مصحح بدون تامل دانشجو را مردود اعلام کرد. ولي دانشجو اصرار داشت که پاسخ او کاملا درست است و درخواست تجديد نظر در نمره ي خود کرد. يکي از اساتيد دانشگاه به عنوان قاضي تعيين شد و قرار شد که تصميم نهايي را او بگيرد. نظر قاضي اين بود که پاسخ دانشجو در واقع درست است، ولي نشانگر هيچ گونه دانشي نسبت به اصول علم فيزيک نيست. سپس تصميم گرفته شد که دانشجو احضار شود و در طي فرصتي شش دقيقه اي پاسخي شفاهي ارائه دهد که نشانگر حداقل آشنايي او با اصول علم فيزيک باشد. دانشجو در پنج دقيقه ي اول ساکت نشسته بود و فکر مي کرد. قاضي به او يادآوري کرد که زمان تعيين شده در حال اتمام است. دانشجو گفت که چندين روش به ذهنش رسيده است ولي نمي تواند تصميم گيري کند که کدام يک بهترين مي باشد. قاضي به او گفت که عجله کند، و دانشجو
پاسخ داد: "روش اول اين است که فشارسنج را از بالاي آسمان خراش رها کنيم و مدت زماني که طول مي کشد به زمين برسد را اندازه گيري کنيم. ارتفاع ساختمان را مي توان با استفاده از اين مدت زمان و فرمولي که روي کاغذ نوشته ام محاسبه کرد." دانشجو بلافاصله افزود: "ولي من اين روش را پيشنهاد نمي کنم، چون ممکن است فشارسنج خراب شود!"
"روش ديگر اين است که اگر خورشيد مي تابد، طول فشارسنج را اندازه بگيريم، سپس طول سايه ي فشارسنج را اندازه بگيريم، و آنگاه طول سايه ي ساختمان را اندازه بگيريم. با استفاده از نتايج و يک نسبت هندسي ساده مي توان ارتفاع ساختمان را اندازه گيري کرد. رابطه ي اين روش را نيز روي کاغذ نوشته ام." "ولي اگر بخواهيم با روشي علمي تر ارتفاع ساختمان را اندازه بگيريم، مي توانيم يک ريسمان کوتاه را به انتهاي فشارسنج ببنديم و آن را مانند آونگ ابتدا در سطح زمين و سپس در پشت بام آسمان خراش به نوسان درآوريم. سپس ارتفاع ساختمان را با استفاده از تفاضل نيروي گرانش دو سطح بدست آوريم. من رابطه هاي مربوط به اين روش را که بسيار طولاني و پيچيده مي باشند در اين کاغذ نوشته ام." "آها! يک روش ديگر که چندان هم بد نيست: اگر آسمان خراش پله ي اضطراري داشته باشد، مي توانيم با استفاده از فشارسنج سطح بيروني آن را علامت گذاري کرده و بالا برويم و سپس با استفاده از تعداد نشان ها و طول فشارسنج ارتفاع ساختمان را بدست بياوريم." "ولي اگر شما خيلي سرسختانه دوست داشته باشيد که از خواص مخصوص فشارسنج براي اندازه گيري ارتفاع استفاده کنيد، مي توانيد فشار هوا در بالاي ساختمان را اندازه گيري کنيد، و سپس فشار هوا در سطح زمين را اندازه گيري کنيد، سپس با استفاده از تفاضل فشارهاي حاصل ارتفاع ساختمان را بدست بياوريد." "ولي بدون شک بهترين راه اين مي باشد که در خانه ي سرايدار آسمان خراش را بزنيم و به او بگوييم که اگر دوست دارد صاحب اين فشارسنج خوشگل بشود، مي تواند ارتفاع آسمان خراش را به ما بگويد تا فشارسنج را به او بدهيم!" دانشجويي که داستان او را خوانديد، نيلز بور، فيزيکدان دانمارکي بود.

 لينك دانلود برنامه

هدف: محاسبه عدد ژول

وسايل آزمايش: كالريمتر ژول، آب مقطر، كرونومتر، منبع تغذيه، دما سنج، بشر مدرج.

تئوري آزمايش:
همانطور كه مي دانيد گرما انرژيي است كه در اثر اختلاف دماي بين دو سيستم از يكي به ديگري جاري مي شود.
مي توان گفت كه انجام كار مكانيكي بر روي يك سيستم معادل حرارت دادن سيستم توسط يك منبع خارجي است و نتيجه بگيريم كار و گرما نوعي انرژي هستند.
كار و گرما تا زمان رامفورد همچون دو مفهوم جداگانه تلقي مي شدند تا اينكه رامفورد بين اين دو ارتباطي قائل شد و اين ارتباط به صورت اصل پايستگي انرژي بيان شد.
طبق اين اصل گرما و كار هر كدام شكلي از انرژي هستند و از اين رو بايد رابطه معيني؛ كه معادل مكانيكي گرما ناميده مي شود؛ بين آنها وجود داشته باشد.
رابطه بين واحدهاي گرما و واحدهاي كار مكانيكي را مي توان توسط آزمايش به دست آورد بدين ترتيب كه مقدار كار مكانيكي را بر حسب ژول كه به يك سيستم داده مي شود اندازه مي گيريم و از روي افزايش دما و تعريف Q مقدار حرارتي را كه لازم است تا همان اثر را در سيستم به جا نهد بر حسب كالري به دست مي آوريم. 

معادل مكانيكي حرارت را مي توان به روش؛ الكتريكي و مكانيكي به دست آوريم. كه در روش الكتريكي با عبور جريان الكتريكي از يك مقاومت باعث گرم شدن آن شده و با انتقال اين گرما به آب درون كالريمتر مي توانيم معادل مكانيكي حرارتي را محاسبه كنيم.
اگر مقاومتي به مقدار R اهم در يك كالريمتر كه شامل m گرم آب با ارزش آبي A و دماي 1 درجه سانتيگراد وجود داشته باشد و دو سر مقاومت را به اختلاف پتانسيل V ولت و شدت جريان I آمپر وصل كرده و جريان برق را به مدت t ثانيه از مدار عبور مي دهيم و دماي كالريمتر پس از اين مدت به 2درجه سانتيگراد مي رسد. خواهيم داشت:
 

 
 
روش آزمايش:
محاسبه عدد ژول:
1- 200 ميلي ليتر آب مقطر را به كمك بشر مدرج داخل كالريمتر بريزيد:m
2- جرم كالريمتر را به دست آوريد.
3- به كمك مربي مداري مانند شكل زير ببنديد.
4- دماي اوليه كالريمتر را از روي ترمومتر بخوانيد:T1
5- مدار را روشن كرده و با كرنومتر مدت 10 دقيقه را اندازه گيري كنيد.t
6- مقدار شدت جريان و اختلاف پتانسيل را يادداشت نمايد: V,I
7- بعد از گذشت 10 دقيقه دوباره دماي كالريمتر را يادداشت نماييد: T2
8- به كمك رابطه داده شده مقدار J را به دست آوريد.
9- خطاي مطلق و نسبي را به دست آوريد.

آزمايشگاه فيزيك 3 (جلد اول: حرارت)
نويسنده: عليرضا كشاورز - زهرا سلطاني
ناشر: آوند انديشه
زبان كتاب: فارسي
تعداد صفحه: 159
اندازه كتاب: وزیری
 سال انتشار: 1385
 دوره چاپ: 1

مروري بر كتاب :
آزمايشگاه فيزيك 3 شامل آزمايش هايي در زمينه ي فيزيك حرارت و ترموديناميك، موج، و نور است.
در كتاب حاضر به عنوان جلد اول آزمايشگاه فيزيك 3 به قسمتي از اين آزمايشگاه كه به فيزيك حرارت اختصاص مي يابد، پرداخته شده است.
اين كتاب به منظور استفاده ي در آزمايشگاه فيزيك حرارت و نيز به عنوان مكمل كتاب هاي درسي در اين زمينه نوشته شده است.

آزمايشگاه فيزيك پردازش داده ها با اكسل
نويسنده: علي هاتف
ناشر: آوند انديشه
زبان كتاب: فارسي
تعداد صفحه: 101
اندازه كتاب: وزیری
سال انتشار: 1385
 دوره چاپ: 1

مروري بر كتاب:
با توجه به پيشرفت تكنولوژي و رشد سريع علوم رايانه اي در جوامع امروزي كه كوچك ترين اطلاعات مورد نياز بشر از طريق مراكز اطلاع رساني جهاني رد و بدل مي شود، حداقل آشنايي با رايانه- دستگاهي كوچك كه حرف اول اطلاع رساني را مي زند- نه تنها لازم، بلكه واجب است؛ چرا كه امروزه خواندن و نوشتن مثل ديروز سواد محسوب نمي شود بلكه استفاده از اين سيستم و آشنايي با شيوه اطلاع يابي سواد به شمار مي آيد.
كتاب حاضر مجموعه اي است از كابرد نرم افزار Microsoft Excel در آزمايشگاه ها، به ويژه در آزمايشگاه فيزيك.

 هدف: تحقيق تجربي عدم بستگي فشار مايعات به شكل ظرف

وسايل آزمايش: دستگاه پاسكال، اهرم دو رنگ، شيلنگ و در پوش، لوله هاي شيشه اي به اشكال مختلف، ماده قابل ارتجاع، ميله پيچ دار، مهره عاج دار، شاخص ارتفاع مايع با پيچ، آب و الكل، پيپت، بشر.

تئوري آزمايش:
فشار در داخل مايع به سمت گيري فشارسنج بستگي ندارد به عبارت ديگر در داخل يك مايع ساكن:

1-  فشار مؤثر ير يك سطح داخل مايع به سمت گيري سطح واقع در مايع بستگي ندارد.
2-  فشار مايع در تمام نقاطي كه در عمق يكسان از سطح مايع قرار دارند، يكسان است.
3- هر چه به عمق بيشتري در مايع پيش مي رويم فشار بيشتر مي شود( فشار به عمق h از سطح مايع بستگي دارد.)

اثر نيرو بر مايع با اثر نيرو بر يك جسم جامد تفاوت دارد. براي يك جامد محدوديتي براي راستاي نيرو وجود ندارد، ولي در يك مايع ساكن راستاي نيرو ي سطحي بايد عمود بر سطح باشد. فشار موثر بر يك شاره را به صورت بزرگي نيروي عمود بر سطح تعريف مي شود. P=rgh                             
چون چگالي مايع خيلي كم تغيير مي كند و براي آزمايشهايي كه انجام مي دهيم با اطمينان مي توانيم بگوييم چگالي مايع ثابت است.

روش آزمايش:
ابتدا دستگاه پاسكال را مطابق شكل زير طوري آماده مي كنيد كه صفحه پيكان دار آن مقابل شما باشد. ماده قابل ارتجاع را در به صورت كشيده در زير جاي لوله قرار دهيد و به كمك رينگ بر سطح خارجي جاي لوله محكم كنيد. نوك اهرم  دو رنگ را از طرف راست جاي لوله به زير جاي لوله هدايت كنيد به نحوي كه قسمت تيز كاردك بر روي جاي كاردك قرار گيرد. ميله پيچ دار آبكاري شده را به كمك پيچ عاج در سوراخ موجود بر صفحه تخت سياهه محكم كنيد. شاخص ارتفاع مايع را به كمك پيچ مربوطه به ميله پيچ دار متصل كنيد. داخل واشر جاي لوله را روغن كاري كنيد. يكي از لوله هاي شيشه اي را در جاي لوله قرار دهيد. شيلنگ را به لوله اوريودار دستگاه متصل كنيد، درپوش شيلنگ را محكم كنيد.
در داخل لوله شيشه اي تا ارتفاع دلخواه آب ريخته و نوك شاخص ارتفاع مايع را در كنار سطح آب قرار دهيد. با پيچاندن وزنه جابجا شونده را در طول پيچ آنقدر جابجا كنيد تا نوك قرمز رنگ اهرم در مقابل نوك پيكان دستگاه قرار بگيرد. بشر را زير شيلنگ بگيريد تا ارتفاع آب كمتر شود. درپوش را محكم كنيد. به نوك قرمز اهرم نگاه كنيد با كم شدن ارتفاع آب فشار كم شده است. در داخل لوله آنقدر آب بريزيد تا ارتفاع آب در مقابل نوك شاخص ارتفاع مايع قرار گيرد. توجه كنيد نوك اهرم به محل خود بازگشته است. مقدار آب داخل لوله را بيشتر كنيد.

- شاخص چه فشاري را نشان مي دهد؟

بدون آنكه محل شاخص را تغيير دهيد بشر را زير شيلنگ بگيريد و بعد از تخليه آب لوله ديگري را جايگزين كنيد و تا همان ارتفاع قبل آب را داخل آن بريزيد. چه مشاهده مي كنيد؟ همين كار را براي لوله هاي ديگر با اشكال مختلف تكرار كنيد و آنچه مشاهده مي كنيد بنويسيد.
بعد از انجام آزمايش براي هر چهار تا لوله شيشيه اي آزمايش فوق را براي الكل كه چگالي آن با آب متفاوت است تكرار مي كنيد.
آنچه مشاهده كرديد در ضمن مقايسه با زماني كه آزمايش را با آب انجام داديد مي نويسيم.