તાપમાન ભીંગડાનું રૂપાંતર

તાપમાન માપદંડોના રૂપાંતર વિશેનો લેખ

સેલ્સિયસ સ્કેલ અને ફેરનહીટ સ્કેલ અલગ અલગ તાપમાન સ્કેલ છે. જો કોઈ વસ્તુનું તાપમાન સેલ્સિયસ સ્કેલ પર માપવામાં આવે છે અને વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, તો આપણે ફેરનહીટ સ્કેલ પર પદાર્થનું તાપમાન દર્શાવવા માંગીએ છીએ અને પછી આપણે તેને સેલ્સિયસ સ્કેલથી ફેરનહીટ સ્કેલ પર બદલીએ છીએ. આ વિભાગમાં, આપણે તાપમાન સ્કેલને બદલવા અથવા રૂપાંતરિત કરવાનું શીખીશું.

1 atm ના દબાણ પર, સેલ્સિયસ થર્મોમીટર માટે ઠંડું બિંદુનું તાપમાન = 0 ^oC, જ્યારે ફેરનહીટ થર્મોમીટર = 32 ^oF. તેનાથી વિપરીત, 1 atm ના દબાણ પર, તાપમાન ઉત્કલન બિંદુ સેલ્સિયસ સ્કેલ થર્મોમીટર માટે = 100 ^oC, જ્યારે ફેરનહીટ સ્કેલ ધરાવતો થર્મોમીટર = 212 ^oF.

તમારા માટે સેલ્સિયસ સ્કેલને ફેરનહીટ સ્કેલ પર બદલવાનું અથવા ફેરનહીટ સ્કેલને સેલ્સિયસ સ્કેલ પર બદલવાનું સરળ બનાવવા માટે, 0 યાદ રાખો ^oસી = 32 ^oએફ અને 100 ^oસી = 212 ^oF. સેલ્સિયસ સ્કેલ પર, 0 ની વચ્ચે ^oસી અને 100 ^oC એ 100 છે^o. જ્યારે ફેરનહીટ સ્કેલ પર, 32 ની વચ્ચે ^oએફ થી 212 ^oF ત્યાં 180 છે^o.

૩.૧ સેલ્સિયસ સ્કેલને ફેરનહીટ સ્કેલમાં રૂપાંતરિત કરો

_{ફેરનહીટ (T) સ્કેલ પર તાપમાન મેળવવા માટે, સેલ્સિયસ (T C} ) સ્કેલ પર તાપમાનને પહેલા 9/5 થી ગુણાકાર કરો અને પછી 32 ^o ઉમેરો.

૩.૨ ફેરનહીટ સ્કેલને સેલ્સિયસ સ્કેલમાં રૂપાંતરિત કરો

_{સેલ્સિયસ સ્કેલ (T C )} પર તાપમાન મેળવવા માટે , ફેરનહીટ (T _F ) સ્કેલ પર તાપમાન 32 ^o ઘટાડો , પછી 5/9 વડે ગુણાકાર કરો.

૪. સતત-વોલ્યુમ ગેસ થર્મોમીટર

પહેલાં, આપણે થર્મોમીટરને માપાંકિત કરવાનું શીખ્યા છીએ. આપણે જે થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરીએ છીએ તે પારો થર્મોમીટર છે જેનો કોઈ સ્કેલ નથી. જો આપણે પારો થર્મોમીટર અને આલ્કોહોલ થર્મોમીટર જેવા વિવિધ પ્રકારના બે થર્મોમીટરનું માપાંકન કરીએ, તો બે થર્મોમીટરના સ્કેલ ફક્ત 0 ^o C (અથવા 32 ^o F) અને 100 ^o C (અથવા 212 ^o F) પર સમાન હોય છે. જો આપણે હવાનું તાપમાન માપવા માટે બે થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરીએ, તો દરેક થર્મોમીટર દ્વારા દર્શાવેલ સંખ્યાઓ જરૂરી નથી કે સમાન હોય. પારો થર્મોમીટર 48 ^o C બતાવી શકે છે, જ્યારે આલ્કોહોલ થર્મોમીટર 46 ^o C દર્શાવે છે. આનું કારણ એ છે કે પારો અને આલ્કોહોલના વિસ્તરણની ગતિ અલગ છે. તેવી જ રીતે અન્ય પ્રકારના થર્મોમીટર્સ, જેમ કે બાયમેટાલિક થર્મોમીટર્સ, વગેરે સાથે. આ રીતે નક્કી કરાયેલ તાપમાન સ્કેલ વપરાયેલી સામગ્રીની પ્રકૃતિ પર ખૂબ આધાર રાખે છે.

થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરીને નિર્દિષ્ટ તાપમાન સ્કેલમાં સામાન્ય રીતે ઉણપ હોય છે, તેથી આપણને પ્રમાણભૂત થર્મોમીટરની જરૂર છે. પ્રમાણભૂત થર્મોમીટરનું અસ્તિત્વ આપણને સામગ્રીની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખ્યા વિના, તાપમાન સ્કેલને વધુ ચોક્કસ રીતે સેટ કરવામાં મદદ કરે છે.

લગભગ સંપૂર્ણ થર્મોમીટર એ એક સ્થિર-કદનો ગેસ થર્મોમીટર છે. સ્થિર-કદના ગેસ થર્મોમીટરનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત એ છે કે, ગેસનું પ્રમાણ જાળવવામાં આવે છે જેથી તે હંમેશા સ્થિર અથવા અપરિવર્તિત રહે. હવે, જ્યારે તાપમાન વધે છે, ત્યારે ગેસનું દબાણ પણ વધે છે. પાઇપ 1 અને પાઇપ 2 માં પારો હોય છે. પાઇપ 2 ને વધારીને અથવા ઘટાડીને ગેસનું પ્રમાણ જાળવવામાં આવે છે જેથી પાઇપ 1 માં પારાની સપાટી હજુ પણ સંદર્ભ ચિહ્ન પર હોય. જો તાપમાન વધે છે, તો ટ્યુબમાં ગેસનું દબાણ પણ વધે છે. તેથી, પાઇપ 2 ને ઊંચું ઉઠાવવું આવશ્યક છે જેથી ગેસનું પ્રમાણ હંમેશા સ્થિર રહે. પાઇપ 2 માં પારાના સ્તંભ (h) ની ઊંચાઈ વાંચીને ગેસનું દબાણ જાણી શકાય છે. જો મેન્યુઅલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છો, તો યાદ રાખો કે પારાના સ્તંભ 760 mm = 1 atm (1 વાતાવરણ) છે. એક અત્યાધુનિક સ્થિર-કદના ગેસ થર્મોમીટરમાં, એક દબાણ કાઉન્ટર હોય છે. ગેસથી ભરેલા કન્ટેનર પણ એવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે કે ગેસ હંમેશા નિશ્ચિત વોલ્યુમમાં રહે. તેથી, માપવામાં આવેલ ફક્ત દબાણમાં ફેરફાર થાય છે.

5. કેલ્વિન સ્કેલ

જો ઉપરોક્ત ચાર્ટમાં સ્લેશને T ^o C અક્ષ કાપવા માટે દોરવામાં આવે, તો જ્યારે ગેસનું દબાણ 0 હોય, ત્યારે ગેસનું તાપમાન = -273.15 ^o C. કદાચ આપણે એવું વિચારીએ છીએ કે 0 ના દબાણ પર ગેસનું તાપમાન સતત-વોલ્યુમ ગેસ થર્મોમીટર ટ્યુબમાં ગેસના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે. પ્રયોગના આધારે, જ્યારે ગેસનું દબાણ શૂન્ય થાય છે ત્યારે ગેસનો પ્રકાર અલગ હોવા છતાં, તાપમાન હંમેશા -273.15 ^o C. રાખવામાં આવે છે. આમ, આપણે આ તાપમાનનો ઉપયોગ પ્રમાણભૂત તાપમાન સ્કેલ (જેને સંપૂર્ણ શૂન્ય તાપમાન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) તરીકે કરી શકીએ છીએ. આ સંપૂર્ણ શૂન્ય તાપમાનને સંપૂર્ણ સ્કેલ અથવા કેલ્વિન સ્કેલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. કેલ્વિન એ ભૂતપૂર્વ બ્રિટિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી લોર્ડ કેલ્વિન (1824-1907) નું નામ છે.

આ સ્કેલ પર, તાપમાન કેલ્વિન (K) ડિગ્રીમાં દર્શાવવામાં આવે છે, કેલ્વિન ( ^o K) ડિગ્રીમાં નહીં. ડિગ્રી વચ્ચેનો અંતરાલ સેલ્સિયસ સ્કેલ જેટલો જ છે, પરંતુ શૂન્ય 0 K પર ખસેડવામાં આવે છે. તેથી 0 K = -273.15 ^o C અને 273.15 K = 0 ^o C. સેલ્સિયસ સ્કેલમાં તાપમાન 273.15 ઉમેરીને કેલ્વિન સ્કેલમાં બદલી શકાય છે. તેવી જ રીતે, કેલ્વિન સ્કેલનું તાપમાન 273.15 ઘટાડીને સેલ્સિયસ સ્કેલમાં બદલી શકાય છે.

ટી (કે) = ટી ( ^ઓ સી) + ૨૭૩.૧૫

ટી ( ^ઓ સી) = ટી (કે) – ૨૭૩.૧૫