ગુરુમુદા નેટવર્ક્સ
બર્નૌલીસ સિદ્ધાંત અને બર્નૌલીસ સમીકરણ વિશેનો લેખ
જ્યારે આપણે મોટરબાઈક ચલાવીએ છીએ, ત્યારે આપણે જે કપડાં પહેરીએ છીએ તે પાછળની તરફ ફૂલી જાય છે. ક્યારેક, જો પવન જોરથી ફૂંકાય છે, તો દરવાજો જાતે જ બંધ થઈ શકે છે. જોકે પવન ઘરની બહાર ફૂંકાય છે, જ્યારે દરવાજો ઘરની અંદર હોય છે.
આને બર્નૌલીના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને સમજાવી શકાય છે. ડેનિયલ બર્નૌલી (૧૭૦૦-૧૭૮૨) એ એક સિદ્ધાંત શોધ્યો જેનો ઉપયોગ ઉપરોક્ત ઘટનાને સમજાવવા માટે થઈ શકે છે.
બર્નૌલીનો સિદ્ધાંત
સાતત્ય સમીકરણ વિશે લેખ
નળના મુખમાંથી નીકળતા પાણીના વેગ પર ધ્યાન આપીને ધીમે ધીમે પાણીનો નળ ખોલવાનો પ્રયાસ કરો. હવે સરખામણી કરો કે નળનું મુખ બંધ હોય ત્યારે પાણીનો પ્રવાહ ક્યાં ઝડપી હોય છે કે નહીં? આવું કેમ છે? આ સમજવા માટે, કૃપા કરીને સાતત્ય સમીકરણનો અભ્યાસ કરો.
સ્ટ્રીમલાઇન
સ્થિર પ્રવાહમાં, બિંદુ A પર દરેક પ્રવાહી કણોની ગતિ હંમેશા સમાન હોય છે. બિંદુ B પસાર કરતી વખતે, પ્રવાહી કણોનો વેગ બદલાઈ શકે છે. જોકે, બિંદુ B પર પહોંચતી વખતે, પાછળથી આવતા પ્રવાહી કણો તેની આગળ આવતા પ્રવાહી કણો જેટલી જ ગતિએ વહે છે. તેવી જ રીતે બિંદુ C પર આવતા વખતે અને તેથી વધુ. પ્રવાહ રેખા એ એક વળાંક છે જે બિંદુ A, B અને C ને જોડે છે.
૧. કાળા સિદ્ધાંતની વ્યાખ્યા
જો આપણે ખુલ્લા પાત્રમાં (ઉદાહરણ તરીકે, ડોલમાં) ગરમ અને ઠંડા પાણીનું મિશ્રણ કરીએ, તો ગરમી ગરમ પાણીમાંથી ઠંડા પાણીમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. કારણ કે કન્ટેનર ખુલ્લું હોય છે, તેથી કેટલીક ગરમી હવામાં જાય છે. કન્ટેનર પણ ગરમ બને છે. ગરમ પાણી દ્વારા છોડવામાં આવતી ગરમી ફક્ત ઠંડા પાણી દ્વારા જ શોષાય નહીં, પરંતુ વાતાવરણ અને કન્ટેનર દ્વારા પણ શોષાય છે. આ કિસ્સામાં, ડોલ એક બિન-અલગ સિસ્ટમ છે. જ્યારે આપણે બંધ થર્મોસમાં ગરમ અને ઠંડા પાણીનું મિશ્રણ કરીએ છીએ, ત્યારે ગરમી ગરમ પાણીમાંથી ઠંડા પાણીમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. થર્મોસ એકલ સિસ્ટમ છે, તેથી કોઈ ગરમી હવામાં અથવા થર્મોસમાં જતી નથી. ઠંડુ પાણી ફક્ત ગરમ પાણી દ્વારા છોડવામાં આવતી ગરમીને શોષી લે છે જ્યાં સુધી ગરમ પાણી અને ઠંડા પાણીનું મિશ્રણ થર્મલ સંતુલન સુધી ન પહોંચે.
1. રેડિયેશન દ્વારા ગરમીના સ્થાનાંતરણની વ્યાખ્યા
ગરમીના દિવસે કાળા કપડાં પહેરો છો કે દિવસ દરમિયાન કસરત કરો છો તો કેવું લાગે છે? સફેદ કપડાં પહેરો છો તેની સરખામણી કરો? જો તમે દિવસે કાળા કપડાં પહેરો છો, તો તમને ગરમી લાગે છે. આવું કેમ છે? સવારે સૂર્ય અને પૃથ્વી વચ્ચેનું અંતર દિવસ અને સાંજે સૂર્ય અને પૃથ્વી વચ્ચેના અંતર જેટલું જ છે. તો પછી સવાર અને સાંજ દિવસ દરમિયાન ઠંડા અને ગરમ કેમ હોય છે? આ પ્રશ્નોના જવાબો કિરણોત્સર્ગ દ્વારા ગરમીના સ્થાનાંતરણ સાથે સંબંધિત છે.
સંવહન દ્વારા ગરમીના સ્થાનાંતરણ વિશે લેખ
શું તમે ક્યારેય તડકો હોય ત્યારે દરિયા કિનારે ગયા છો? સ્વચ્છ દિવસે, દરિયા કિનારે, હંમેશા સમુદ્ર તરફથી પવન ફૂંકાય છે. દરિયા કિનારે હંમેશા પવન કેમ હોય છે, અને દરિયાઈ પવન (સમુદ્રથી જમીન તરફ ફૂંકાતા પવન) દિવસ દરમિયાન કેમ આવે છે, જમીની પવન (જમીનથી સમુદ્ર તરફ ફૂંકાતા પવન) રાત્રે કેમ આવે છે? વરસાદની ઋતુમાં વાદળો ઢોળાવ પર કેમ આવી શકે છે? પવન કેમ ઠંડો લાગે છે? આ પ્રશ્નોના જવાબો જમીન અને સમુદ્રની ચોક્કસ ગરમી, વિસ્તરણ, ઘનતા અને સંવહન દ્વારા ગરમીના સ્થાનાંતરણ સાથે સંબંધિત છે!
1. વહન દ્વારા ગરમીના સ્થાનાંતરણની વ્યાખ્યા
જો તમે લાકડાની ખુરશીમાં બેસો છો, તો લાકડાની ખુરશીની સપાટી ગરમ થઈ જાય છે. તેનાથી વિપરીત, જો તમે પ્લાસ્ટિક અથવા ધાતુની બનેલી ખુરશીમાં બેસો છો, તો ધાતુ અથવા પ્લાસ્ટિકની ખુરશીની સપાટી બેઠા પછી ગરમ થતી નથી. લાકડાની ખુરશીની સપાટી કેમ ગરમ થાય છે, જ્યારે ધાતુની ખુરશીની સપાટી ગરમ થતી નથી? ગાદલા વિના ઠંડા ફ્લોર પર સૂવાથી દુખાવો કેમ થઈ શકે છે? શું તમે ક્યારેય એન્ટી-કોલ્ડ જેકેટ પહેર્યું છે? મોટાભાગના એન્ટી-કોલ્ડ જેકેટ ઊનના બનેલા હોય છે? વહન દ્વારા ગરમીના સ્થાનાંતરણના વિષય સાથે સંબંધિત ઘણી બાબતો પર હજુ પણ વિચારણા અને પ્રશ્ન કરી શકાય છે.
સુષુપ્ત ગરમી વિશિષ્ટ ગરમી અને ગરમી ક્ષમતા વિશેનો લેખ
જો તમે ઠંડા પાણી અને બરફના મિશ્રણવાળા પાત્રમાં પારો થર્મોમીટર નાખો છો, તો તમે જોશો કે નીચે ગયા પછી, પારાની સપાટી ફરતી બંધ થઈ જાય છે. પાણીના ઠંડું બિંદુ (0 ° સે) ના તાપમાને પહોંચ્યા પછી બુધની સપાટી ફરતી બંધ થઈ જાય છે. જો પાત્ર ખુલ્લું હોય, તો ઉચ્ચ તાપમાન ધરાવતી હવામાંથી ગરમી બરફ અને ઠંડા પાણીના મિશ્રણમાં વહે છે. હવામાંથી ગરમી ઉમેરવાથી બરફ પીગળે છે. જ્યાં સુધી બરફ પીગળે છે, શું બરફ અને ઠંડા પાણીના મિશ્રણનું તાપમાન બદલાય છે? જ્યાં સુધી બરફ પીગળે છે, ત્યાં સુધી પાણી અને બરફના મિશ્રણનું તાપમાન બદલાતું નથી.
લેખ ગરમીની વ્યાખ્યા ગરમીનું યાંત્રિક સમકક્ષ ગરમીનું સમીકરણ
૧. ગરમીની વ્યાખ્યા
જો તાપમાનમાં તફાવત ધરાવતી વસ્તુઓ એકબીજાને સ્પર્શે છે, તો ઉચ્ચ-તાપમાનવાળા પદાર્થોમાંથી નીચા-તાપમાનવાળા પદાર્થોમાં ગરમીનું સ્થાનાંતરણ થશે. સ્પર્શ કરતી વસ્તુઓ સમાન તાપમાને પહોંચ્યા પછી ગરમીનું સ્થાનાંતરણ બંધ થઈ જશે. ઉદાહરણ તરીકે, જો આપણે ગરમ પાણીને ઠંડા પાણી સાથે ભેળવીએ છીએ, તો ગરમી સામાન્ય રીતે ગરમ પાણીમાંથી ઠંડા પાણીમાં જાય છે. જ્યારે આપણે ગરમ લોખંડને ઠંડા પાણીમાં નાખીએ છીએ, ત્યારે ગરમી લોખંડમાંથી પાણીમાં જાય છે. લોખંડ અને પાણી સમાન તાપમાને પહોંચ્યા પછી ગરમી વહેતી બંધ થઈ જશે. જ્યારે નર્સ તમારા શરીર સાથે થર્મોમીટર જોડે છે, ત્યારે ગરમી
તાપમાન વધે ત્યારે દરેક પદાર્થ વિસ્તરે છે (વસ્તુઓનું કદ વધે છે) અને તાપમાન ઘટે ત્યારે પદાર્થો સંકોચાય છે (વસ્તુઓનું કદ ઘટે છે). તાપમાન વધે ત્યારે પાણી પણ વિસ્તરે છે અને તાપમાન ઘટે ત્યારે સંકોચાય છે, પરંતુ 0 ° C – 4 ° C પર નહીં. 0 °C અને 4 °C વચ્ચે, તાપમાન વધતાં પાણીનું પ્રમાણ ઘટે છે (પાણી સંકોચાય છે). જો આપણે પાણીને 0 ° C પર ગરમ કરીએ છીએ, તો પાણી વધુ ગરમ થાય છે, પાણીનું પ્રમાણ ઘટે છે. જ્યારે પાણી 4 ° C સુધી પહોંચે છે ત્યારે સંકોચન પ્રક્રિયા બંધ થાય છે. 4 ° C ઉપર , તાપમાન વધતાં પાણીનું પ્રમાણ વધે છે. તેના બદલે, જ્યારે તાપમાન 4 ° C થી 0 ° C સુધી ઘટે છે ત્યારે પાણી વિસ્તરે છે (પાણીનું પ્રમાણ વધે છે).
મોટાભાગના ઘન પદાર્થો તાપમાનમાં ફેરફાર થાય ત્યારે રેખીય વિસ્તરણ અનુભવે છે. રેખીય વિસ્તરણ એટલે પદાર્થની લંબાઈ વધે છે અથવા પદાર્થની લંબાઈ ઘટે છે. સામાન્ય રીતે, તાપમાન વધે ત્યારે પદાર્થની લંબાઈ વધે છે, જ્યારે તાપમાન ઘટે ત્યારે પદાર્થની લંબાઈ ઘટે છે. તમને લાગશે કે રેખીય વિસ્તરણ ફક્ત પાતળા વાયર જેવા પદાર્થો પર જ થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, રસ્તાની બાજુમાં પાર્ક કરેલી કાર જુઓ, તેથી તે સૂર્યના સંપર્કમાં આવે છે. જ્યારે કાર વધુ ગરમ થાય છે, ત્યારે લોખંડની પ્લેટ જાડી થઈ શકે છે, અથવા બાજુની લંબાઈ વધી શકે છે. ઝીંકથી બનેલા ઘરોની છત પણ વિસ્તરણ અનુભવી શકે છે. આ કિસ્સામાં, જ્યારે ઝીંક વધુ ગરમ થાય છે, ત્યારે ઝીંકની ધાર પહોળાઈમાં વધારો કરે છે અને ઝીંક વધુ જાડી પણ થઈ શકે છે. રેલમાર્ગના પાટા અને પુલ પરના લોખંડ અથવા સ્ટીલ સાથે પણ આવું જ બન્યું.