सुप्त उष्णता, विशिष्ट उष्णता आणि उष्णता क्षमता

सुप्त उष्णता, विशिष्ट उष्णता आणि उष्णता धारकता याबद्दलचा लेख

जर तुम्ही थंड पाणी आणि बर्फाचे मिश्रण असलेल्या भांड्यात पाऱ्याचे तापमापक ठेवले, तर खाली सरकल्यानंतर पाऱ्याचा पृष्ठभाग हलणे थांबतो, असे तुमच्या लक्षात येईल. पाण्याच्या गोठणबिंदूचे तापमान (0°C) गाठल्यावर पाऱ्याचा पृष्ठभाग हलणे थांबतो. ^oC). जर भांडे उघडे असेल, तर जास्त तापमान असलेल्या हवेतून उष्णता बर्फ आणि थंड पाण्याच्या मिश्रणाकडे वाहते. हवेतील उष्णतेमुळे बर्फ वितळतो. जोपर्यंत बर्फ वितळत राहतो, तोपर्यंत बर्फ आणि थंड पाण्याच्या मिश्रणाचे तापमान बदलते का? जोपर्यंत बर्फ वितळत राहतो, तोपर्यंत पाणी आणि बर्फाच्या मिश्रणाचे तापमान बदलत नाही.

उदाहरणार्थ, जर बर्फ आणि पाण्याचे मिश्रण आगीवर किंवा इलेक्ट्रिक हीटरने गरम केले, तर सर्व बर्फाचे पाण्यात रूपांतर होते. जर ते गरम करणे सुरू ठेवले, तर पाण्याचे तापमान १००°C पर्यंत वाढते. ^oक. ४१३ वाजता ^oC, पाण्याची वाफ होऊ लागते. जर पाणी गरम करणे सुरू ठेवले, तर ते अधिक वेगाने वाफेत रूपांतरित होते, आणि त्याच वेळी पाण्याचे तापमान बदलत नाही किंवा १००°C राहते. ^oC. हे पाण्याच्या उत्कलन बिंदूचे तापमान आहे, जे पाण्याने गाठता येणारे सर्वोच्च तापमान आहे.

उष्णतेचा तापमानातील बदलांशी आणि पाण्याच्या अवस्थेतील बदलांशी असलेल्या संबंधाचा आलेख

AB = अतिरिक्त उष्णतेमुळे बर्फाचे तापमान 0 पर्यंत वाढते ^oC

BC = अतिरिक्त उष्णतेने बर्फ वितळून पाणी बनते

CD = अतिरिक्त उष्णतेमुळे पाण्याचे तापमान 0 पासून वाढते ^oC ते 100 ^oC

DE = अतिरिक्त उष्णतेमुळे पाण्याची वाफ होते

EF = अतिरिक्त उष्णतेमुळे वाफेचे तापमान वाढते

वरील आलेख, जोपर्यंत पाणी उष्णता शोषून घेते (एक वातावरणीय दाबावर), तोपर्यंत तापमानातील बदल आणि पाण्याच्या अवस्थेतील बदलांची प्रक्रिया दर्शवतो. जर पाण्याने उष्णता बाहेर टाकली, तर होणारी प्रक्रिया ही वरील प्रक्रियेच्या उलट असते. BC मधून उष्णता दिल्याने पाण्याच्या तापमानात बदल होत नाही, उलट फक्त बर्फ वितळून पाणी बनते.

डीई (DE) मधून उष्णता दिल्याने पाण्याच्या तापमानात बदल होत नाही, तर फक्त पाण्याचे वाफेत रूपांतर होते. पाणी हे फक्त एक उदाहरण आहे. सर्व वस्तू अवस्थांतर आणि तापमानातील बदलांच्या प्रक्रियेतून जातात, जसे की एखादी वस्तू उष्णता शोषून घेतल्यास पाण्यामध्ये घडते. फरक गोठणबिंदू आणि उत्कलनबिंदूमध्ये असतो. प्रत्येक वस्तूचा गोठणबिंदू आणि उत्कलनबिंदू वेगवेगळा असतो. जर वस्तूंनी उष्णता बाहेर टाकली, तर घडणारी प्रक्रिया ही वरील प्रक्रियेच्या उलट असते.

१. वितळण्याची उष्णता (L_F)

वितळण उष्णता म्हणजे १ किलोग्रॅम वस्तूने तिची अवस्था घनपासून द्रवात बदलण्यासाठी शोषलेली उष्णता, किंवा १ किलोग्रॅम वस्तूने तिची अवस्था द्रवापासून घनात बदलण्यासाठी सोडलेली उष्णता. एखाद्या वस्तूची अवस्था घनपासून द्रवात (किंवा द्रवापासून घनात) बदलण्यासाठी शोषलेल्या (किंवा सोडलेल्या) उष्णतेचे प्रमाण निश्चित करण्याचे सूत्र:

Q = m L_F

वर्णन: Q = शोषलेली किंवा बाहेर टाकलेली उष्णता, m = वस्तूचे वस्तुमान, L_F = वितळण्याची उष्णता

२. बाष्पीभवनाची उष्णता (L_V)

बाष्पीभवनाची उष्णता १ किलोग्रॅम वजनाच्या वस्तूने तिची अवस्था द्रवातून वायूमध्ये बदलण्यासाठी शोषलेली उष्णता, किंवा १ किलोग्रॅम वजनाच्या वस्तूने तिची अवस्था वायूतून द्रवामध्ये बदलण्यासाठी सोडलेली उष्णता म्हणजे उष्णता होय. एखाद्या वस्तूला द्रवातून वायूमध्ये (किंवा वायूतून द्रवामध्ये) रूपांतरित करण्यासाठी शोषलेल्या (किंवा सोडलेल्या) उष्णतेचे प्रमाण निश्चित करण्याचे सूत्र:

Q = m L_V

वर्णन: Q = शोषलेली किंवा बाहेर टाकलेली उष्णता, m = वस्तूचे वस्तुमान, L_V = बाष्पीभवनाची उष्णता

वितळण्याची उष्णता आणि बाष्पीभवनाची उष्णता यांना सुप्त उष्णता असे म्हटले जाते.

विशिष्ट उष्णता (c)

विशिष्ट उष्णता (c) = वस्तूच्या एकक वस्तुमानाचे (m) तापमान (T) एक अंशाने वाढवण्यासाठी लागणारी उष्णता (Q). विशिष्ट उष्णतेचे समीकरण:

विशिष्ट उष्णतेचे आंतरराष्ट्रीय प्रणाली एकक J/Kg K आहे.

वस्तूची विशिष्ट उष्णता तापमानानुसार बदलते. जर तापमानातील बदल फार मोठा नसेल, तर उष्णता स्थिर मानली जाऊ शकते.

खालील तक्त्यात 1 atm दाब आणि 20°C तापमानावर अनेक वस्तूंची उष्णता दर्शवली आहे. ^oC (प्रयोगांद्वारे प्राप्त).

उष्णता क्षमता (C)

उष्मा धारकता (C) = सर्व वस्तूंचे तापमान एक अंशाने वाढवण्यासाठी लागणारी उष्णता. उष्मा धारकतेचे समीकरण:

C = mc

वर्णन: C = उष्णता धारकता, m = वस्तुमान, c = वस्तूची विशिष्ट उष्णता.