താപത്തിന്റെ നിർവചനം, താപ ചാലകത, താപ ശേഷി

മെറ്റീരിയൽ: താപത്തിന്റെ നിർവചനം, താപ ചാലകത, താപ ശേഷി

നിങ്ങൾ എപ്പോഴെങ്കിലും ഐസ്ഡ് ടീ, ഐസ്ഡ് പാൽ, ഐസ്ഡ് സിറപ്പ് മുതലായവ കുടിച്ചിട്ടുണ്ടോ? ശരി, ഐസ്ഡ് ടീ ഉണ്ടാക്കുമ്പോൾ, നമ്മൾ സാധാരണയായി ഒരു ഗ്ലാസിൽ ചൂടുള്ളതോ ചെറുചൂടുള്ളതോ ആയ വെള്ളം ഐസ് ക്യൂബുകളുമായി കലർത്തുന്നു. ചൂടുവെള്ളത്തിനോ ചെറുചൂടുള്ള വെള്ളത്തിനോ ഉയർന്ന താപനിലയുണ്ട്, അതേസമയം ഐസ് ക്യൂബുകൾക്ക് കുറഞ്ഞ താപനിലയുണ്ട്. കുറച്ചുനേരം സ്പർശിച്ചതിനുശേഷം, ഐസ് ക്യൂബുകളുടെയും ചൂടുള്ള ചായയുടെയും മിശ്രിതം ഐസ്ഡ് ചായയായി മാറുന്നു (ഐസ് ക്യൂബുകളുടെയും ചൂടുള്ള ചായയുടെയും മിശ്രിതം ഒരേ താപനിലയിലെത്തിയിരിക്കുന്നു). ചൂടുവെള്ളം തണുത്ത വെള്ളവുമായി കലർത്തുമ്പോഴും ഇതേ പ്രക്രിയ സംഭവിക്കുന്നു. സ്പർശിച്ചതിനുശേഷം, ചൂടുവെള്ളവും തണുത്ത വെള്ളവും ചെറുചൂടുള്ള വെള്ളമായി മാറുന്നു (ചൂടുവെള്ളത്തിന്റെയും തണുത്ത വെള്ളത്തിന്റെയും മിശ്രിതം ഒരേ താപനിലയിലെത്തിയിരിക്കുന്നു). സ്പർശിച്ചതിനുശേഷം ഈ വസ്തുക്കൾക്ക് ഒരേ താപനിലയിൽ എത്താൻ കഴിയുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

താപത്തിന്റെ നിർവചനം

വസ്തുക്കൾക്ക് വ്യത്യാസങ്ങൾ ഉണ്ടാകുമ്പോൾ സുഹു രണ്ട് വസ്തുക്കൾ പരസ്പരം സ്പർശിക്കുമ്പോൾ, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുവിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുവിലേക്ക് താപ കൈമാറ്റം, പലപ്പോഴും താപം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു, സംഭവിക്കുന്നു. സമ്പർക്കത്തിലുള്ള വസ്തുക്കൾ ഒരേ താപനിലയിൽ എത്തുമ്പോൾ ഈ താപ കൈമാറ്റം നിലയ്ക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, നമ്മൾ ചൂടുവെള്ളം തണുത്ത വെള്ളവുമായി കലർത്തുകയാണെങ്കിൽ, ചൂട് സാധാരണയായി ചൂടുവെള്ളത്തിൽ നിന്ന് തണുത്ത വെള്ളത്തിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു. നമ്മൾ ഒരു ചൂടുള്ള ഇരുമ്പ് തണുത്ത വെള്ളത്തിൽ ഇടുമ്പോൾ, ചൂടുള്ള ഇരുമ്പിൽ നിന്ന് വെള്ളത്തിലേക്ക് താപം നീങ്ങുന്നു. ഇരുമ്പും വെള്ളവും ഒരേ താപനിലയിൽ എത്തുമ്പോൾ താപപ്രവാഹം നിലയ്ക്കുന്നു. ഒരു ഡോക്ടറോ നഴ്സോ നിങ്ങളുടെ ശരീരത്തിൽ ഒരു തെർമോമീറ്റർ ഘടിപ്പിക്കുമ്പോൾ, നിങ്ങളുടെ ശരീരത്തിൽ നിന്ന് തെർമോമീറ്ററിലേക്ക് താപം നീങ്ങുന്നു. നിങ്ങളുടെ ശരീരവും തെർമോമീറ്ററും ഒരേ താപനിലയിൽ എത്തുമ്പോൾ ഈ താപ കൈമാറ്റം നിലയ്ക്കുന്നു. ഉപയോഗിക്കുന്ന തെർമോമീറ്റർ ഒരു മെർക്കുറി തെർമോമീറ്ററാണെങ്കിൽ, നിങ്ങളുടെ ശരീരവും തെർമോമീറ്ററും ഒരേ താപനിലയിൽ എത്തുമ്പോൾ, മെർക്കുറിയുടെ ഉപരിതലം ചലിക്കുന്നത് നിർത്തുന്നു. മെർക്കുറിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന സംഖ്യ ആ സമയത്തെ നിങ്ങളുടെ ശരീര താപനിലയാണ്.

സ്വാഭാവികമായും, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുക്കളിലേക്ക് താപം സ്വാഭാവികമായി നീങ്ങുന്നു. താപ കൈമാറ്റം പരസ്പരം സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന വസ്തുക്കളുടെ താപനില തുല്യമാക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു. പതിനെട്ടാം നൂറ്റാണ്ടിൽ, താപപ്രവാഹം ഒരു ദ്രാവകത്തിന്റെ ചലനമാണെന്ന് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ സംശയിച്ചു, ഒരു അദൃശ്യ തരം ദ്രാവകം (ദ്രാവകങ്ങൾ ഒഴുകാൻ കഴിയുന്ന പദാർത്ഥങ്ങളാണ്. ദ്രാവകങ്ങളിൽ ദ്രാവകങ്ങളും വാതകങ്ങളും ഉൾപ്പെടുന്നു. വെള്ളം (ഒരു ദ്രാവകം) ഒരു ദ്രാവകമാണ്, കാരണം അതിന് ഒഴുകാൻ കഴിയും. വായുവും ഒരു ദ്രാവകമാണ്, കാരണം അതിന് ഒഴുകാൻ കഴിയും). ഈ ദ്രാവകത്തെ cഅലറിക്. എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങൾ cഅലറിക് പരീക്ഷണ ഫലങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, നിലനിൽക്കുന്നതിനാൽ ഇനി ഉപയോഗിക്കില്ല കലോറി ഇത് തെളിയിക്കാൻ കഴിയില്ല.

പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിൽ, ജെയിംസ് പ്രെസ്കോട്ട് ജൂൾ (1818–1889) എന്ന ഇംഗ്ലീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഒരു പാത്രത്തിൽ വെള്ളം എങ്ങനെ ഇളക്കിവിടാമെന്ന് പഠിച്ചു. തന്റെ പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഫലങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ജൂൾ തീ ഉപയോഗിച്ച് ചൂടാക്കിയ വെള്ളവുമായി ഒരു താരതമ്യം നടത്തി. ഒരു ജ്വാലയും വെള്ളം അടങ്ങിയ ഒരു പാത്രവും സമ്പർക്കത്തിൽ വരുമ്പോൾ, ജ്വാലയിൽ നിന്ന് (ഉയർന്ന താപനില) വെള്ളത്തിലേക്ക് (താഴ്ന്ന താപനില) താപം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. തീയുമായുള്ള സമ്പർക്കം മൂലമുള്ള ജല താപനിലയിലെ വർദ്ധനവും ഇളക്കിവിടൽ ചക്രം ചെയ്യുന്ന ജോലി മൂലമുള്ള ജല താപനിലയിലെ വർദ്ധനവും തമ്മിൽ താരതമ്യം ചെയ്ത ശേഷം, ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന താപനിലയിലുള്ള വസ്തുക്കളിലേക്ക് നീങ്ങുന്ന ഊർജ്ജമാണ് താപം എന്ന് ജൂൾ നിഗമനം ചെയ്തു. Kതാപം ഊർജ്ജമല്ല (ഗതികോർജ്ജം, പൊട്ടൻഷ്യൽ ഊർജ്ജം, രാസ ഊർജ്ജം മുതലായവ പോലെ താപം ഒരു പ്രത്യേക തരം ഊർജ്ജമല്ല). Kഅങ്ങനെ അദാല ഊർജ്ജ കൈമാറ്റം താപനില വ്യത്യാസങ്ങൾ കാരണംഅപ്പോൾ ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു വസ്തുവിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള ഒരു വസ്തുവിലേക്ക് താപം പ്രവഹിക്കുമ്പോൾ, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുവിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുവിലേക്ക് ഊർജ്ജം യഥാർത്ഥത്തിൽ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. സമ്പർക്കത്തിലുള്ള വസ്തുക്കൾ ഒരേ താപനിലയിൽ എത്തുമ്പോൾ അല്ലെങ്കിൽ താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ.

താപ ചാലകത

എന്തുകൊണ്ടാണ് മിക്ക പാത്രങ്ങളും അലുമിനിയം കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്? നിങ്ങളുടെ ഇടതു കൈയിൽ ഒരു ലോഹക്കഷണവും വലതു കൈയിൽ ഗ്ലാസ്സും പിടിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് കരുതുക, തുടർന്ന് നിങ്ങൾ ലോഹവും ഗ്ലാസും ഒരു തീജ്വാലയിലേക്ക് തൊടുന്നു. നിങ്ങളുടെ ഇടതു കൈയിലോ വലതു കൈയിലോ ചൂട് വേഗത്തിൽ അനുഭവപ്പെടുമോ? ഈ ചോദ്യങ്ങളും, ഒരുപക്ഷേ നിങ്ങൾ ചോദിച്ചേക്കാവുന്ന മറ്റുള്ളവയും, ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപ ചാലകതയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപ ചാലകത അതിന്റെ കഴിവാണ്... താപ കൈമാറ്റം വസ്തുവിലൂടെ. ഉയർന്ന താപ ചാലകത (k) ഉള്ള വസ്തുക്കൾ ചാലകങ്ങളാണ്. ചൂട് നല്ലത് (നല്ല താപ ചാലകം). മറുവശത്ത്, ഉള്ള വസ്തുക്കൾ താപ ചാലകത സ്മാൾ ഒരു മോശം താപ ചാലകമാണ് (മോശം താപ ചാലകം).

താപ ശേഷി

താപ ശേഷി (C) എന്നത് അളവാണ് ചൂട് ഉയർത്താൻ ആവശ്യമായത് സുഹു എല്ലാ വസ്തുക്കളെയും ഒരു ഡിഗ്രി കൊണ്ട് താപ ശേഷിയുടെ സൂത്രവാക്യം:

സി = എംസി

വിവരണം: സി = താപ ശേഷി, m = വസ്തുവിന്റെ പിണ്ഡം, c = പ്രത്യേക താപം വസ്തു.