ફિઝિક્સ

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.

વધુ વાંચો

થર્મોમીટર્સ અને તાપમાનના માપદંડો વિશેનો લેખ

1. થર્મોમીટર્સ

તાપમાન માપવા માટે રચાયેલ સાધન થર્મોમીટર છે. ઘણા પ્રકારના થર્મોમીટર છે, પરંતુ કાર્ય સિદ્ધાંત સમાન છે. સામાન્ય રીતે, આપણે થર્મોમેટ્રિક વસ્તુઓનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, જે પદાર્થની પ્રકૃતિ તાપમાન સાથે બદલાય છે. જો પદાર્થનું તાપમાન બદલાય છે, તો પદાર્થનો આકાર અને કદ પણ બદલાય છે. મોટાભાગના થર્મોમીટર એવી વસ્તુઓનો ઉપયોગ કરે છે જે તાપમાન બદલાય ત્યારે વિસ્તૃત અથવા સંકોચાઈ શકે છે. વારંવાર ઉપયોગમાં લેવાતા થર્મોમીટરમાં કાચની નળીઓ હોય છે, જ્યાં નળીના કેન્દ્રમાં આલ્કોહોલ અથવા પારો હોય છે. જ્યારે તાપમાન વધે છે, ત્યારે કન્ટેનરમાં આલ્કોહોલ અથવા પારો વિસ્તરે છે જેથી આલ્કોહોલ અથવા પારો સ્તંભની લંબાઈ વધે છે. તેનાથી વિપરીત, જ્યારે તાપમાન ઘટે છે, ત્યારે આલ્કોહોલ અથવા પારો સ્તંભની લંબાઈ ઘટે છે. કાચની નળીની બહાર, એવા નંબરો હોય છે જે થર્મોમીટરના સ્કેલ છે. આલ્કોહોલ અથવા પારો સ્તંભના ઉપરના છેડા દ્વારા દર્શાવેલ સંખ્યા માપવામાં આવતી વસ્તુના તાપમાનનું મૂલ્ય દર્શાવે છે.

વધુ વાંચો

થર્મોડાયનેમિક્સના શૂન્ય નિયમ વિશેનો લેખ

અત્યાર સુધી, આપણે ફક્ત સંપર્કમાં રહેલા બે પદાર્થો દ્વારા અનુભવાતા ઉષ્મીય સંતુલનનું અવલોકન કર્યું છે.

ઉષ્મીય સંતુલનની વિભાવનાને વધુ ઊંડાણપૂર્વક સમજવા માટે, ચાલો ત્રણ પદાર્થો (જેમ કે પદાર્થો A, પદાર્થ B અને પદાર્થો C) ની સમીક્ષા કરીએ. ઉદાહરણ તરીકે, પદાર્થ B અને પદાર્થ C એકબીજાને સ્પર્શતા નથી, પરંતુ પદાર્થ A પદાર્થ B ના સંપર્કમાં છે અને પદાર્થ A પદાર્થ C ના સંપર્કમાં છે. નીચેની છબીનું અવલોકન કરો. કારણ કે પદાર્થ A અને પદાર્થ B સિવાય દરેકના સંપર્કમાં ઉષ્મીય સંતુલનમાં છે, તેથી પદાર્થ A અને પદાર્થ C પણ ઉષ્મીય સંતુલનમાં છે. શું પદાર્થો B અને C જે એકબીજાને સ્પર્શતા નથી તે પણ ઉષ્મીય સંતુલનમાં છે? જો આપણે ફક્ત તર્કનો ઉપયોગ કરીએ, તો આપણે કહી શકીએ કે પદાર્થ B અને પદાર્થ C પણ ઉષ્મીય સંતુલનમાં છે, ભલે તેઓ સંપર્કમાં ન હોય. પદાર્થ A અને પદાર્થ B ઉષ્મીય સંતુલનમાં છે, એટલે કે પદાર્થ A નું તાપમાન = પદાર્થ B નું તાપમાન.

વધુ વાંચો

તાપમાન અને થર્મલ સંતુલનની વ્યાખ્યા વિશેનો લેખ

તાપમાનની વ્યાખ્યા

શું તમે ક્યારેય બરફને સ્પર્શ કર્યો છે? જ્યારે તમારા હાથ બરફને સ્પર્શ કરે છે ત્યારે તમને શું લાગે છે? જો તમે જેને સ્પર્શ કરો છો તે અગ્નિ હોય તો શું? બરફને સ્પર્શ કરતી વખતે, તમારા હાથ ઠંડા લાગે છે, જ્યારે તમે અગ્નિને સ્પર્શ કરો છો, ત્યારે તમારા હાથ ગરમ લાગે છે. ગરમ, ગરમ, ઠંડુ, ઠંડુ શું કહે છે?

તાપમાનનો ખ્યાલ આપણી સ્પર્શેન્દ્રિય દ્વારા અનુભવાતી ગરમી અને ઠંડીથી શરૂ થાય છે. સ્પર્શેન્દ્રિય દ્વારા અનુભવાતી લાગણીના આધારે, આપણે કહીએ છીએ કે કોઈ વસ્તુ બીજી વસ્તુ કરતાં વધુ ગરમ હોય છે અથવા કોઈ વસ્તુ બીજી વસ્તુ કરતાં ઠંડી હોય છે. ગરમ વસ્તુઓનું તાપમાન વધારે હોય છે, જ્યારે ઠંડા પદાર્થોનું તાપમાન ઓછું હોય છે. કોઈ વસ્તુ જેટલી ઠંડી હોય છે, તેટલું ઓછું તાપમાન હોય છે. તેનાથી વિપરીત, કોઈ વસ્તુ જેટલી ગરમ હોય છે, તેટલું વધારે તાપમાન હોય છે. કોઈ વસ્તુની ગરમી અથવા ઠંડીના માપને તાપમાન કહેવામાં આવે છે. ગેસ ગતિ સિદ્ધાંતના વિષયમાં, તમે તાપમાનની વ્યાખ્યા વધુ ઊંડાણપૂર્વક સમજી શકશો; કોઈ વસ્તુમાંથી અણુઓનું શું થાય છે જેથી તે ગરમ, ગરમ, ઠંડુ અથવા ઠંડુ અનુભવી શકે.

વધુ વાંચો

પદાર્થના તબક્કાઓ વિશેનો લેખ (સૂક્ષ્મ ગુણધર્મો પર આધારિત)

રોજિંદા જીવનમાં, આપણે ઘણીવાર પદાર્થના ત્રણ અલગ અલગ તબક્કાઓનો સામનો કરીએ છીએ. ઘન પદાર્થો (દા.ત., પથ્થરો, લોખંડ, વગેરે), પ્રવાહી પદાર્થો (પાણી, ગેસોલિન, વગેરે) અને વાયુ પદાર્થો (હવા, વગેરે) છે. આ પદાર્થોના ત્રણ-તબક્કા તેમના આકાર અને કદને જાળવી રાખવાની ક્ષમતાના આધારે ઓળખી શકાય છે.

ઘન પદાર્થો સામાન્ય રીતે એક નિશ્ચિત આકાર અને કદ જાળવી રાખે છે. પ્રવાહી કોઈ જોડાયેલ સ્વરૂપ રાખતું નથી, પરંતુ જે પાત્રમાં પાણી ભરાય છે ત્યાં સુધી તેનો માર્ગ ગોઠવાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો આપણે ગ્લાસમાં પાણી નાખીએ છીએ, તો તેનો આકાર કાચની જેમ બદલાય છે. જો પાણી બાથટબમાં નાખવામાં આવે છે, તો તેનો આકાર બાથટબની જેમ બદલાય છે. પ્રવાહીનું કદ સામાન્ય રીતે હંમેશા નિશ્ચિત હોય છે. જો એક ગ્લાસ પાણી બાથટબમાં મૂકવામાં આવે છે, તો ગ્લાસમાં પાણીનું પ્રમાણ રહે છે. પાણીનો આકાર બદલાઈ શકે છે, પરંતુ કદ ક્યારેય બદલાતું નથી. ધ્યાનમાં રાખો કે જો પૂરતું બળ આપવામાં આવે તો ઘન અને પ્રવાહી પદાર્થોની સંખ્યા બદલાઈ શકે છે.

વધુ વાંચો

અણુ સિદ્ધાંત અને ગતિ સિદ્ધાંત વિશે લેખ

અણુ સિદ્ધાંત

હજારો વર્ષોથી, પ્રાચીન ગ્રીક લોકો માનતા હતા કે દરેક શુદ્ધ પદાર્થ (જેમ કે સોનું, લોખંડ, વગેરે) પરમાણુઓનો બનેલો હોય છે. તેમના મતે, જો શુદ્ધ પદાર્થને નાના ટુકડાઓમાં કાપવામાં આવે છે, તો નાના ભાગોને ફરીથી કાપવામાં આવે છે, પછી પાછા કાપવામાં આવે છે... વગેરે, પછી સૌથી નાના ટુકડાઓ હશે જે ફરીથી કાપી શકાતા નથી. સૌથી નાના ટુકડાઓ જે ફરીથી કાપી શકાતા નથી તેને પરમાણુ કહેવામાં આવે છે. પરમાણુનો અર્થ "વિભાજિત કરી શકાતો નથી" (ગ્રીક ભાષા)

તે સમયે, અણુ હવે વિભાજિત નથી માનવામાં આવતું. પરંતુ પાછળથી કેટલાક વૈજ્ઞાનિકોએ ઇલેક્ટ્રોન અને અણુ ન્યુક્લી (પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન) શોધી કાઢ્યા જેથી અણુઓને વિભાજિત કરી શકાતા નથી તેવી ધારણા ખોટી પડી. તેથી, અણુઓમાં ઇલેક્ટ્રોન (ઋણભારિત) અને અણુ ન્યુક્લીનો સમાવેશ થાય છે. ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લીઅસને ગોળ ફરે છે. ન્યુક્લીઅસની અંદર, પ્રોટોન (ધનભારિત) અને ન્યુટ્રોન (તટસ્થ અથવા બિનભારિત) હોય છે.

વધુ વાંચો

તબક્કાના ફેરફારો વિશે લેખ જટિલ તાપમાન ત્રિબિંદુ

આદર્શ વાયુ નિયમની ચર્ચામાં, એ સમજાવવામાં આવ્યું છે કે આદર્શ વાયુ નિયમ વાસ્તવિક વાયુના વર્તનનું સચોટ વર્ણન ફક્ત ત્યારે જ કરે છે જ્યારે વાયુનું દબાણ અને ઘનતા ખૂબ મોટી ન હોય. જો દબાણ અને વાયુ ઘનતા પૂરતી મોટી હોય, તો આદર્શ વાયુ નિયમ ખોટા પરિણામો આપે છે, તેવી જ રીતે, જ્યારે વાયુનું તાપમાન ઉત્કલન બિંદુની નજીક આવે છે. આ વાસ્તવિક વાયુના અણુઓ વચ્ચે થતી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સાથે સંબંધિત છે. વાયુનું દબાણ વાયુના જથ્થાના વિપરીત પ્રમાણસર હોય છે. જ્યારે વાયુનું દબાણ પૂરતું મોટું હોય છે, ત્યારે વાયુનું કદ નાનું બને છે. કારણ કે વાયુનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે, ત્યારે વાયુના અણુઓ વચ્ચેનું અંતર નજીક આવે છે. જ્યારે અણુઓ વચ્ચેનું અંતર નજીક આવે છે, ત્યારે અણુઓ એકબીજાને આકર્ષે છે. એવું લાગે છે કે જ્યારે તમે ચુંબક પર લોખંડનો ટુકડો મૂકો છો. જો ચુંબક અને લોખંડ વચ્ચેનું અંતર પૂરતું હોય, તો ચુંબક લોખંડ ખેંચી શકતો નથી. પરંતુ જો ચુંબક અને લોખંડ વચ્ચેનું અંતર નજીક હોય, તો લોખંડ નજીક ખેંચાય છે.

વધુ વાંચો

વાન ડેર વોલ્સ એ ડચ ભૌતિકશાસ્ત્રી જેડી વાન ડેર વોલ્સ (૧૮૩૭-૧૯૨૩) નું નામ છે. વાન ડેર વોલ્સ સ્થિતિ સમીકરણ એ વાયુની સ્થિતિનું સમીકરણ છે, જે આદર્શ વાયુની સ્થિતિના સમીકરણ જેવું જ છે. તફાવત એ છે કે, જો વાસ્તવિક વાયુનું દબાણ અને ઘનતા પૂરતી મોટી હોય તો આદર્શ વાયુની સ્થિતિનું સમીકરણ ચોક્કસ પરિણામો આપી શકતું નથી. જ્યારે વાન ડેર વોલ્સ સ્થિતિ સમીકરણ વધુ સચોટ પરિણામો આપી શકે છે.

આ સમીકરણનું અસ્તિત્વ વાન ડેર વાલ્સથી ઉદ્ભવે છે, જેમણે આદર્શ સ્થિતિના સમીકરણની મર્યાદાઓને સમજ્યા હતા. વાલ્સ, વાસ્તવિક ગેસની સ્થિતિના સમીકરણમાં ફેરફાર કરો, વાસ્તવિક ગેસની સ્થિતિને પ્રભાવિત કરતા ઘણા પરિબળો ઉમેરીને, જ્યારે વાસ્તવિક ગેસનું દબાણ અને ઘનતા મોટી હોય છે.

વધુ વાંચો

ગતિ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને બાષ્પીભવન પ્રક્રિયા સમજાવી શકાય છે. વાયુના અણુઓની જેમ, પાણીના અણુઓ પણ ગતિ કરે છે. તફાવત એ છે કે પાણીના અણુઓ વિખેરાઈ શકતા નથી કારણ કે અણુઓ વચ્ચેનું આકર્ષણ હજુ પણ તેમને એકસાથે રાખી શકે છે. તેનાથી વિપરીત, વાયુના અણુઓ વચ્ચેનું આકર્ષણ નાજુક હોય છે, તેથી વાયુના અણુઓ એક બીજામાં ભળી શકતા નથી. ગતિ કરતી વખતે, પાણીના અણુઓમાં વેગ હોય છે. એવા પાણીના અણુઓ છે જેની ગતિ ઊંચી હોય છે; એવા પાણીના અણુઓ પણ છે જેનો વેગ ઓછો હોય છે. પાણીના અણુઓના વેગનું વિતરણ મેક્સવેલ વિતરણ જેવું લાગે છે.

બાષ્પીભવન ત્યારે થાય છે જ્યારે પાણીના અણુઓની ગતિ એટલી મોટી હોય છે કે પાણીના અણુઓ વચ્ચેનું આકર્ષણ તેને એકસાથે પકડી શકતું નથી. અવકાશમાં જતા રોકેટની જેમ, રોકેટની ગતિ એટલી મોટી હોય છે કે પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ તેને પૃથ્વી પર રહેવા માટે રોકી શકતું નથી. નોંધ કરો કે ફક્ત મોટા વેગવાળા અણુઓ જ અણુઓ વચ્ચેના આકર્ષણથી બચી શકે છે. નાની ગતિવાળા અણુઓ પાણીની જેમ એકસાથે રહે છે.

વધુ વાંચો

ઉકળતા એ પ્રવાહીને વાયુમાં બદલવાની પ્રક્રિયા છે. ઉકળતા ત્યારે થાય છે જ્યારે સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ હવાના દબાણ (હવાનું દબાણ = વાતાવરણીય દબાણ) જેટલું હોય છે. આપણે ફક્ત ઉકળતા પાણીની ચર્ચા કરીએ છીએ. પાણીનું સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ પાણીના તાપમાનના સીધા પ્રમાણસર હોય છે, પાણીનું તાપમાન જેટલું ઊંચું હશે, સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ એટલું ઊંચું હશે. જ્યારે આપણે પાણી ગરમ કરીએ છીએ, ત્યારે સામાન્ય રીતે કન્ટેનરના તળિયે નાના પરપોટા દેખાય છે. પરપોટાનું અસ્તિત્વ પ્રવાહીના વાયુમાં પરિવર્તન સૂચવે છે. જો પરપોટામાં સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ બહારના હવાના દબાણ કરતા ઓછું હોય, તો પરપોટો સપાટી પર પહોંચતા પહેલા સંકોચાઈ જશે અને વિઘટન કરશે. પરપોટા નાશ પામે છે કારણ કે બાહ્ય હવાનું દબાણ પરપોટાની અંદરના વરાળના દબાણ બળ કરતા વધારે હોય છે. બાહ્ય હવાનું દબાણ પરપોટામાં બાષ્પ દબાણ કરતા વધારે હોય છે જેથી બહારની હવામાં વધુ નોંધપાત્ર બળ હોય (P = F / A).

વધુ વાંચો