تعریف: گرما مقدار انرژی است که به دلیل اختلاف دما، بین یک جسم و جسم دیگری که با آن در تماس است، مبادله می شود.
مثلاً اگر جسم داغی را در داخل یک ظرف آب بیاندازیم دمای آب بالا می رود ولی دمای جسم کاهش می یابد. در اینجا انرژی درونی آب افزایش یافته ولی انرژی درونی جسم کاهش پیدا کرده است. یعنی مقداری از انرژی جسم به آب منتقل شده است.
تذکر: 1- در تماس دو جسم و انتقال گرما بین آنها، تغییر انرژی جسم ها یکی است. یعنی همانقدر که جسم اول انرژی می دهد، جسم دوم به همان اندازه انرژی به دست می آورد. اما در این مورد تغییر دمای جسم ها لزوماً یکی نیست یعنی مثلاً اگر دمای جسم گرم در حین تماس 50 کاهش یابد دمای جسم سرد ممکن است 10 افزایش پیدا بکند.
2- در انتقال گرما بین دو جسم اختلاف دما بین آن دو مهم است نه اختلاف بین انرژی های درونی آنها. یعنی گرما می تواند از جسمی که دمای بیشتر اما انرژی درونی کمتری دارد به جسمی که دمای کمتر ولی انرژی درونی بیشتری دارد منتقل شود. مثلاً اگر یک میله داغ را وارد آب یک استخر بکنیم با آنکه انرژی درونی آب استخر به دلیل جرم زیاد آن خیلی بیشتر از انرژی درونی میله است، اما گرما از میله به آب استخر منتقل می شود.
رسانش گرما
تعریف: اگر بین دو نقطه از یک جسم، اختلاف دمایی به وجود آید، گرمای درون جسم از بخش با دمای بالاتر به بخش با دمای پایین تر شارش می کند. این نوع شارش یا انتقال گرما را رسانش می گوییم.
مثلاً اگر یک سر میله ای فلزی را بر روی شعله بگیریم، بزودی انرژی گرمایی از طریق مولکولهای میله به انتهای دیگر آن نیز منتقل می شود و آنرا گرم می کند. رسانش گرما معمولاً در جامدات و به خصوص فلزات صورت می گیرد.
آزمایش :
وسیله های آزمایش : میله ی فلزی - شمع - کبریت .
١. یک سر یک میله ی فلزی را در دست خود نگه دارید و سر دیگرآن را روی شعله بگیرید و چند لحظه صبر کنید .
٢. چه اتفاقی می افتد ؟ از این آزمایش چه نتیجه ای می گیرید ؟
٣. اگر سر میله را به مدت نسبتا" طولانی روی شعله نگه دارید سر دیگر آن که در دست شماست آنقدر داغ می شود که دیگر نمی توانید آن را نگه دارید . سر میله که در دست شما بوده است این انرژی رااز کجا دریافت کرده است ؟
جواب: ابتدا آن سر میله که روی شعله است گرم می شود و اندکی بعد در سر دیگر میله که در دست داریم احساس گرما میکنیم. نتیجه می شود گرما به طریق رسانش از یک سر میله به سر دیگر آن منتقل شده است.
- انتقال گرما بطریق رسانش در جامدات و بخصوص فلزات در اثر ارتعاشات مولکولی آنها صورت می گیرد. به طوریکه مولکولهای جسم در اثر دریافت گرما دامنه ارتعاش بیشتری پیدا می کنند و به مولکولهای مجاور خود ضربه می زنند. این ضربه ها انرژی گرمایی را در طول جسم منتقل می کنند.
آزمایش رسانش گرما در فلزات :
وسیله های آزمایش : چند میله از جنس های مختلف .
چند میله از جنس های متفاوت ، ولی با طول و ضخامت یکسان را مطابق شکل روی یک سه پایه قرار دهید . به سر هر میله چوب کبریتی را به کمک موم بچسبانید . اکنون سر دیگر هر سه میله را به طور همزمان توسط شعله ی چراغ گرما دهید . آنچه را مشاهده می کنید توضیح دهید .
چوب کبریت هایی که با موم نگه داشته شده اند
آهنگ رسانش گرما در ماده های متفاوت
جواب: گرما بطریق رسانش از آن سر میله ها که روی شعله قرار دارند به سر دیگر آنها که چوب کبریتها قرار دارند شارش می یابد و پس از مدتی در اثر ذوب شدن موم ها کبریت ها می افتند. اما زمان این اتفاق برای همه میله ها یکسان نیست و میله هایی که رسانش گرمایی بهتری دارند کبریت شان زودتر می افتد. اگر میله ها به ترتیب شیشه ای و آهنی و مسی باشند، چون رسانش گرمایی مس بیشتر از آهن و رسانش آهن بیشتر از شیشه است، ابتدا کبریت میله مسی و سپس مال آهن و در آخر کبریت میله شیشه ای می افتد.