വ്യത്യസ്ത താപനിലകളുള്ള വസ്തുക്കൾ പരസ്പരം സമ്പർക്കത്തിൽ വരുമ്പോൾ, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുവിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുവിലേക്ക് താപം സ്വാഭാവികമായി നീങ്ങുന്നു. രണ്ട് വസ്തുക്കൾ താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയിലെത്തുമ്പോൾ താപ കൈമാറ്റം നിലയ്ക്കും. സമ്പർക്കത്തിലുള്ള വസ്തുക്കളുടെ താപനിലയിൽ മാറ്റത്തിന് താപ കൈമാറ്റം കാരണമാകുമെന്ന് പറയാം . ഈ ഹ്രസ്വ വിശദീകരണത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, താപം (Q) ഒരു വസ്തുവുമായും ആ വസ്തുവിന്റെ താപനിലയിലെ മാറ്റവുമായും (ഡെൽറ്റ T) ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യുന്നു. ഓരോ വസ്തുവിനും ഒരു പിണ്ഡം (m) ഉണ്ട് , കൂടാതെ വസ്തുവിന്റെ തരവും വ്യത്യസ്തമാണ്.
ഈ ലേഖനത്തിലെ താപ സൂത്രവാക്യത്തിന്റെ ഉത്ഭവം യുക്തിയിലൂടെയാണ്. നിങ്ങളുടെ ദൈനംദിന അനുഭവങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയോ ഒരു പരീക്ഷണം നടത്തിയോ ഈ യുക്തിയുടെ സാധുത നിങ്ങൾക്ക് തെളിയിക്കാനാകും.
താപവും (Q) താപനില വ്യതിയാനവും (ഡെൽറ്റ T) തമ്മിലുള്ള ബന്ധം
ഒരേ പിണ്ഡമുള്ള വെള്ളം നിറച്ച രണ്ട് പാത്രങ്ങളുണ്ട്. രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ബർണറുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് വെള്ളം ചൂടാക്കുന്നത്. ഒരു ബർണറിലെ ജ്വാല താഴ്ന്നതും മറ്റേ ബർണറിലെ ജ്വാല ഉയർന്നതുമാണ്. രണ്ടും പത്ത് മിനിറ്റ് ചൂടാക്കിയാൽ, ഏത് പാത്രമാണ് കൂടുതൽ ചൂടുള്ളത്? നിങ്ങൾ എപ്പോഴെങ്കിലും വെള്ളം ചൂടാക്കിയിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, ഉയർന്ന ജ്വാല ഉപയോഗിച്ച് സ്റ്റൗ ഉപയോഗിച്ച് ചൂടാക്കുന്ന വെള്ളം കൂടുതൽ ചൂടുള്ളതാണെന്ന് നിങ്ങൾ സമ്മതിക്കും (ജലത്തിന്റെ അവസാന താപനില കൂടുതലാണ് അല്ലെങ്കിൽ താപനില മാറ്റം കൂടുതലാണ്).
ജ്വാല താപത്തിന്റെ അളവിനെ (Q) പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഒരു ചെറിയ ജ്വാലയിൽ കുറഞ്ഞ താപം മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ, ഒരു വലിയ ജ്വാലയിൽ കൂടുതൽ താപം ഉണ്ടാകും. കുറച്ച് താപം ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, താപനില മാറ്റം ചെറുതായിരിക്കും. ധാരാളം താപം ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, താപനില മാറ്റം വലുതായിരിക്കും. കൂടുതൽ താപം ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, താപനില മാറ്റം വലുതായിരിക്കും. താപത്തിന്റെ അളവ് (Q) വസ്തുവിന്റെ താപനിലയിലെ മാറ്റത്തിന് ആനുപാതികമാണെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം.
തമ്മിലുള്ള ബന്ധം വസ്തുവിന്റെ താപവും (Q) പിണ്ഡവും (m)
വ്യത്യസ്ത പിണ്ഡങ്ങളുള്ള രണ്ട് പാത്രങ്ങളിൽ വെള്ളം നിറച്ചിരിക്കുന്നു, ഒരു പാത്രത്തിൽ കൂടുതൽ വെള്ളം നിറച്ചിരിക്കുന്നു, മറ്റേ പാത്രത്തിൽ കുറച്ച് വെള്ളം നിറച്ചിരിക്കുന്നു. ഒരേ ജ്വാലയുള്ള രണ്ട് സ്റ്റൗകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് വെള്ളം ചൂടാക്കുന്നത്. രണ്ടും പത്ത് മിനിറ്റ് ചൂടാക്കിയാൽ, ഏത് പാത്രത്തിലെ വെള്ളമാണ് കൂടുതൽ ചൂടുള്ളത്? നിങ്ങൾ എപ്പോഴെങ്കിലും വെള്ളം ചൂടാക്കിയിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, കുറഞ്ഞ വെള്ളത്തിലെ വെള്ളം കൂടുതൽ ചൂടുള്ളതാണെന്ന് നിങ്ങൾ സമ്മതിക്കും (വെള്ളത്തിന്റെ അവസാന താപനില കൂടുതലാണ് അല്ലെങ്കിൽ താപനില മാറ്റം കൂടുതലാണ്). കുറഞ്ഞ വെള്ളത്തിന് അതേ താപനില മാറ്റം അനുഭവപ്പെടണമെങ്കിൽ, കൂടുതൽ വെള്ളം ചൂടാക്കുന്ന ജ്വാല വലുതാക്കണം.
ജലത്തിന്റെ അളവ് ജലത്തിന്റെ പിണ്ഡത്തെ (m) പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ജ്വാലയുടെ വലിപ്പം താപത്തിന്റെ അളവിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. താപത്തിന്റെ അളവ് (Q) വസ്തുവിന്റെ താപനിലയിലെ മാറ്റത്തിന് ആനുപാതികമാണെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം. കൂടുതൽ വെള്ളം, ജലത്തിന്റെ താപനില ഉയർത്താൻ കൂടുതൽ താപം ആവശ്യമാണ്.
താപവും (Q) വസ്തുവിന്റെ തരവും ( c ) തമ്മിലുള്ള ബന്ധം
ഒരു ഇരുമ്പ് ബാറും ഒരേ വലിപ്പത്തിലുള്ള ഒരു ഗ്ലാസ് ബാറും ഒരേ സമയം ഒരേ ജ്വാല ഉപയോഗിച്ച് ചൂടാക്കിയാൽ, ഏത് വേഗത്തിൽ ചൂടാകും, ഇരുമ്പാണോ അതോ ഗ്ലാസോ? തീർച്ചയായും, ഇരുമ്പ് വേഗത്തിൽ ചൂടാകും. ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനില ഉയർത്താൻ ആവശ്യമായ താപം വസ്തുവിന്റെ തരത്തിന് ആനുപാതികമാണെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം.
മുകളിലുള്ള മൂന്ന് താരതമ്യങ്ങളും ഒരു സമവാക്യമായി സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു:
ഇതാണ് ഫോർമുല അല്ലെങ്കിൽ താപ സമവാക്യം.
വിവരങ്ങൾ: Q = താപം (ജൂൾ), m = വസ്തുവിന്റെ പിണ്ഡം (കിലോഗ്രാം), c = വസ്തുവിന്റെ ആപേക്ഷിക താപം (J/കിലോഗ്രാം C)o), ഡെൽറ്റ T = താപനിലയിലെ മാറ്റം (Co അല്ലെങ്കിൽ കെ)
1. -22 o C താപനിലയിൽ അഞ്ച് കിലോഗ്രാം ഐസ് ചൂടാക്കി എല്ലാ ഐസും 0 o C താപനിലയിൽ ഉരുകുന്നു. ഐസിന്റെ ഒളിഞ്ഞിരിക്കുന്ന ചൂട് 333 kJ/kg ഉം ഐസിന്റെ പ്രത്യേക താപം 2100 J/kg C o ഉം ആണെങ്കിൽ, ആവശ്യമായ താപത്തിന്റെ അളവ് ...
എ. 1496 കെജെ
ബി. 1596 കെജെ
സി. 1696 കെജെ
ഡി. 1796 കെജെ
ഇ. 1896 കെജെ
ചർച്ച
ഇത് അറിയപ്പെടുന്നു:
ഹിമത്തിന്റെ പിണ്ഡം (മീ) = 5 കി.ഗ്രാം
പ്രാരംഭ താപനില (T) = -22 o C
ഐസിന്റെ ഒളിഞ്ഞിരിക്കുന്ന ചൂട് (L) = 333 kJ/kg = 333.000 J/kg
ഐസിന്റെ പ്രത്യേക താപം (c) = 2100 J/kg C o
ചോദ്യം: ആവശ്യമായ താപത്തിന്റെ അളവ് (Q)
ഉത്തരം:
പ്രക്രിയ 1: ഐസിന്റെ താപനില -22 o C ൽ നിന്ന് 0 o C ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കുക.
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = 231.000 ജൂളുകൾ
പ്രക്രിയ 2: എല്ലാ ഐസും വെള്ളത്തിലാക്കുക
Q = m L = (5)(333.000) = 1.665.000 ജെ
ആകെ താപം = 231.000 J + 1.665.000 J = 1.896.000 J = 1.896 kJ
ശരിയായ ഉത്തരം E ആണ്.
ചോദ്യ ഉറവിടം:
SBMPTN ഭൗതികശാസ്ത്ര ചോദ്യങ്ങൾ
