बुनियादी भौतिकी ट्यूटोरियल

निरंतरता के समीकरण के बारे में लेख

नल को धीरे-धीरे खोलें और नल से निकलने वाले पानी की गति पर ध्यान दें। अब तुलना करें कि नल का मुंह बंद होने पर पानी का बहाव तेज़ कहाँ होता है? ऐसा क्यों होता है? इसे समझने के लिए निरंतरता समीकरण का अध्ययन करें।

सुवीही

एक स्थिर धारा में, किसी बिंदु (मान लीजिए बिंदु A) पर प्रत्येक द्रव कण की गति हमेशा एक समान रहती है। बिंदु B से गुजरते समय द्रव कणों का वेग बदल सकता है। हालांकि, बिंदु B पर पहुंचने पर, पीछे से आने वाले द्रव कण उसी गति से प्रवाहित होते हैं जिस गति से उनके आगे वाले कण प्रवाहित होते हैं। यही स्थिति बिंदु C पर पहुंचने पर भी होती है, और इसी प्रकार आगे भी। प्रवाह रेखा एक वक्र है जो बिंदुओं A, B और C को जोड़ती है।

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1. ब्लैक सिद्धांत की परिभाषा

यदि हम किसी खुले पात्र (उदाहरण के लिए बाल्टी) में गर्म और ठंडा पानी मिलाते हैं, तो ऊष्मा गर्म पानी से ठंडे पानी में स्थानांतरित होती है। क्योंकि पात्र खुला है, इसलिए कुछ ऊष्मा हवा में भी चली जाती है। पात्र भी गर्म हो जाता है। गर्म पानी द्वारा छोड़ी गई ऊष्मा न केवल ठंडे पानी द्वारा अवशोषित होती है, बल्कि वातावरण और पात्र द्वारा भी अवशोषित होती है। इस स्थिति में, बाल्टी एक गैर-पृथक प्रणाली है। जब हम किसी बंद थर्मस में गर्म और ठंडा पानी मिलाते हैं, तो ऊष्मा गर्म पानी से ठंडे पानी में स्थानांतरित होती है। थर्मस पृथक प्रणालियाँ हैं, इसलिए कोई ऊष्मा हवा या थर्मस में स्थानांतरित नहीं होती है। ठंडा पानी केवल गर्म पानी द्वारा छोड़ी गई ऊष्मा को तब तक अवशोषित करता है जब तक कि गर्म पानी और ठंडे पानी का मिश्रण ऊष्मीय संतुलन तक नहीं पहुँच जाता।

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1. विकिरण द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण की परिभाषा

अगर आप किसी गर्म दिन में काले कपड़े पहनते हैं या दिन में व्यायाम करते हैं तो कैसा महसूस होता है? सफेद कपड़े पहनने की तुलना में कैसा महसूस होता है? अगर आप दिन में काले कपड़े पहनते हैं, तो आपको गर्मी लगती है। ऐसा क्यों होता है? सुबह के समय सूर्य और पृथ्वी के बीच की दूरी लगभग उतनी ही होती है जितनी दिन और शाम के समय। तो फिर सुबह और शाम ठंडी क्यों होती हैं, जबकि दिन में गर्मी क्यों होती है? इन सवालों के जवाब विकिरण द्वारा ऊष्मा के स्थानांतरण से संबंधित हैं।

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संवहन द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण के बारे में लेख

क्या आपने कभी धूप वाले दिन समुद्र तट पर समय बिताया है? साफ मौसम में, समुद्र तट पर हमेशा समुद्र से हवा चलती रहती है। समुद्र तट पर हमेशा हवा क्यों चलती है, और समुद्र से ज़मीन की ओर बहने वाली हवा (समुद्री हवा) दिन में और ज़मीन से समुद्र की ओर बहने वाली हवा (ज़मीन से समुद्र की ओर बहने वाली हवा) रात में क्यों चलती है? बरसात के मौसम में बादल ढलानों तक क्यों आ जाते हैं? हवा ठंडी क्यों लगती है? इन सवालों के जवाब ज़मीन और समुद्र की विशिष्ट ऊष्मा, फैलाव, घनत्व और संवहन द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण से संबंधित हैं!

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1. चालन द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण की परिभाषा

लकड़ी की कुर्सी पर बैठने पर उसकी सतह गर्म हो जाती है। इसके विपरीत, प्लास्टिक या धातु की कुर्सी पर बैठने पर बैठने के बाद उसकी सतह गर्म नहीं होती। लकड़ी की कुर्सी की सतह गर्म क्यों हो जाती है, जबकि धातु की कुर्सी की सतह गर्म नहीं होती? बिना गद्दे के ठंडी ज़मीन पर सोने से दर्द क्यों होता है? क्या आपने कभी सर्दी से बचाव के लिए जैकेट पहनी है? ज़्यादातर सर्दी से बचाव वाली जैकेट ऊन की क्यों बनी होती हैं? ऊष्मा के चालन से संबंधित अभी भी कई ऐसे प्रश्न और सवाल हैं जिन पर विचार किया जा सकता है।

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गुप्त ऊष्मा, विशिष्ट ऊष्मा और ऊष्मा धारिता के बारे में लेख

यदि आप ठंडे पानी और बर्फ के मिश्रण से भरे किसी पात्र में पारा थर्मामीटर डालते हैं, तो आप देखेंगे कि नीचे की ओर बढ़ते हुए पारे की सतह हिलना बंद कर देती है। पानी के हिमांक (0 ^° C) तक पहुँचने पर पारे की सतह हिलना बंद कर देती है। यदि पात्र खुला है, तो अधिक तापमान वाली हवा से बर्फ और ठंडे पानी के मिश्रण में ऊष्मा प्रवाहित होती है। हवा से ऊष्मा के जुड़ने से बर्फ पिघलने लगती है। क्या बर्फ के पिघलने के दौरान बर्फ और ठंडे पानी के मिश्रण का तापमान बदलता है? बर्फ के पिघलने के दौरान पानी और बर्फ के मिश्रण का तापमान नहीं बदलता है।

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लेख: ऊष्मा की परिभाषा, ऊष्मा का यांत्रिक समतुल्य, ऊष्मा का समीकरण

1. ऊष्मा की परिभाषा

यदि तापमान में अंतर वाली वस्तुएँ एक-दूसरे को छूती हैं, तो उच्च तापमान वाली वस्तुओं से कम तापमान वाली वस्तुओं में ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। स्पर्श करने वाली वस्तुओं का तापमान समान होने पर ऊष्मा का स्थानांतरण रुक जाता है। उदाहरण के लिए, यदि हम गर्म पानी को ठंडे पानी में मिलाते हैं, तो आमतौर पर ऊष्मा गर्म पानी से ठंडे पानी में स्थानांतरित होती है। जब हम गर्म लोहे को ठंडे पानी में डालते हैं, तो ऊष्मा लोहे से पानी में स्थानांतरित होती है। लोहे और पानी का तापमान समान होने पर ऊष्मा का प्रवाह रुक जाता है। जब कोई नर्स आपके शरीर पर थर्मामीटर लगाती है, तो ऊष्मा एक दूसरे से दूसरे में स्थानांतरित होती है।

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4°C से नीचे के तापमान पर पानी के असामान्य व्यवहार के बारे में लेख

तापमान बढ़ने पर प्रत्येक वस्तु का आयतन बढ़ता है, और तापमान घटने पर उसका आयतन घटता है। पानी का भी तापमान बढ़ने पर आयतन बढ़ता है और घटने पर वह सिकुड़ता है, लेकिन 0 ^° C से 4°C के बीच ऐसा नहीं होता। 0°C से 4°C के बीच, तापमान बढ़ने पर पानी का आयतन घटता है। यदि हम 0°C पर पानी को गर्म करते हैं, तो पानी गर्म होता है और उसका आयतन घट जाता है। 4 ^° C ^{तापमान} पर पहुँचने पर सिकुड़ने की प्रक्रिया रुक जाती है। ⁴ °C से ऊपर ^{, तापमान बढ़ने पर पानी का आयतन बढ़ता है। इसके बजाय, 4 °} C से 0 ^° C तक तापमान घटने पर पानी का आयतन बढ़ता है।

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तापमान में परिवर्तन होने पर अधिकांश ठोस वस्तुओं में रेखीय विस्तार होता है। रेखीय विस्तार का अर्थ है कि वस्तु की लंबाई या तो बढ़ती है या घटती है। आमतौर पर, तापमान बढ़ने पर वस्तु की लंबाई बढ़ती है, जबकि तापमान घटने पर घटती है। आपको लग सकता है कि रेखीय विस्तार केवल पतले तारों जैसी वस्तुओं में ही हो सकता है। उदाहरण के लिए, सड़क के किनारे खड़ी एक कार को लें, जो धूप में है। कार के अधिक गर्म होने पर लोहे की प्लेट मोटी हो सकती है, या उसकी भुजा की लंबाई बढ़ सकती है। जस्ता से बनी घरों की छतों में भी विस्तार हो सकता है। इस स्थिति में, जस्ता के अधिक गर्म होने पर, जस्ता के किनारों की चौड़ाई बढ़ जाती है और जस्ता मोटा भी हो सकता है। रेल की पटरियों और पुल पर लगे लोहे या स्टील के साथ भी ऐसा ही होता है।

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तापमान पैमानों के रूपांतरण के बारे में लेख

सेल्सियस और फारेनहाइट दो अलग-अलग तापमान मापन पैमाने हैं। यदि किसी वस्तु का तापमान सेल्सियस पैमाने पर मापा और व्यक्त किया जाता है, और हम उसी तापमान को फारेनहाइट पैमाने पर व्यक्त करना चाहते हैं, तो हम सेल्सियस से फारेनहाइट पैमाने में परिवर्तन करते हैं। इस भाग में, हम तापमान मापन पैमाने को बदलना या परिवर्तित करना सीखेंगे।

1 atm के दाब पर, सेल्सियस थर्मामीटर के हिमांक का तापमान = 0 ^oसेल्सियस, जबकि फारेनहाइट थर्मामीटर = 32 ^oइसके विपरीत, 1 atm के दबाव पर, तापमान क्वथनांक सेल्सियस पैमाने वाले थर्मामीटर के लिए = 100 ^oएक थर्मामीटर जिसका फारेनहाइट स्केल = 212 डिग्री सेल्सियस है, जबकि उसका तापमान फ़ारेनहाइट में 212 डिग्री सेल्सियस है। ^oF.

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