ගුප්ත තාප නිශ්චිත තාපය සහ තාප ධාරිතාව පිළිබඳ ලිපිය
ඔබ රසදිය උෂ්ණත්වමානයක් සීතල ජලය සහ අයිස් මිශ්රණයක් අඩංගු භාජනයකට දැමුවහොත්, පහළට ගමන් කිරීමෙන් පසු රසදිය මතුපිට චලනය වීම නවත්වන බව ඔබට නිරීක්ෂණය වනු ඇත. ජලයේ කැටි කිරීමේ ස්ථානයේ උෂ්ණත්වයට (0 o C) ළඟා වූ පසු රසදිය මතුපිට චලනය වීම නවත්වයි. භාජනය විවෘතව තිබේ නම්, ඉහළ උෂ්ණත්වයක් ඇති වාතයේ සිට අයිස් සහ සීතල ජලය මිශ්රණයට තාපය ගලා යයි. වාතයෙන් තාපය එකතු වීම අයිස් දියවීමට හේතු වේ. අයිස් දියවන තාක් කල්, අයිස් සහ සීතල ජලය මිශ්රණයේ උෂ්ණත්වය වෙනස් වේද? අයිස් දියවන තාක් කල්, ජලය සහ අයිස් මිශ්රණයේ උෂ්ණත්වය වෙනස් නොවේ.
උදාහරණයක් ලෙස, අයිස් සහ ජලය මිශ්රණයක් ගින්නක් හෝ විදුලි හීටරයක් භාවිතයෙන් රත් කළහොත්, සියලුම අයිස් ජලය බවට පත්වේ. එය දිගටම රත් කළහොත්, ජලයේ උෂ්ණත්වය 100 o C දක්වා ඉහළ යයි. 100 o C දී ජලය වාෂ්ප වීමට පටන් ගනී. ජලය දිගටම රත් වුවහොත්, ජලය වේගයෙන් වාෂ්ප බවට හැරෙන අතර, ජල උෂ්ණත්වය වෙනස් නොවේ හෝ 100 o C ලෙස පවතී. මෙය ජලයේ තාපාංකයේ උෂ්ණත්වය වන අතර, ජලයට ළඟා විය හැකි ඉහළම උෂ්ණත්වය වේ.
උෂ්ණත්වයේ වෙනස්වීම් සහ ජලයේ කලා වෙනස්වීම් සමඟ තාපයේ සම්බන්ධතාවය පිළිබඳ ප්රස්තාරය
AB = අමතර තාපය අයිස් උෂ්ණත්වය 0 o C දක්වා වැඩි කරයි
BC = අමතර තාපය නිසා අයිස් දියවී ජලය බවට පත්වේ
CD = අමතර තාපය ජල උෂ්ණත්වය 0 o C සිට 100 o C දක්වා වැඩි කරයි
DE = අමතර තාපය ජලය වාෂ්ප කරයි
EF = අමතර තාපය වාෂ්පයේ උෂ්ණත්වය වැඩි කරයි
ඉහත ප්රස්ථාරයෙන් දැක්වෙන්නේ ජලය තාපය අවශෝෂණය කරන තාක් කල් (එක් වායුගෝලීය වායු පීඩනයකදී) උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් ක්රියාවලිය සහ ජල අවධියේ සිදුවන වෙනස්කම් ය. ජලය තාපය මුදා හරින්නේ නම්, සිදුවන ක්රියාවලිය ඉහත ක්රියාවලියට ප්රතිවිරුද්ධ වේ. BC වලින් තාපය එකතු කිරීම ජල උෂ්ණත්වයේ වෙනස්කම් ඇති නොකරයි, නමුත් අයිස් ජලයට දියවීම පමණි.
DE වලින් තාපය එකතු කිරීම ජල උෂ්ණත්වයේ වෙනස්කම් ඇති නොකරයි, නමුත් ජලය වාෂ්ප බවට පරිවර්තනය කිරීම පමණි. ජලය එක් උදාහරණයක් පමණි. වස්තුව තාපය අවශෝෂණය කරන්නේ නම් ජලය අත්විඳින පරිදි, සියලුම වස්තූන් අදියර හා උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් වල වෙනස්වීමේ ක්රියාවලියකට භාජනය වේ. වෙනස පවතින්නේ කැටි කිරීමේ ස්ථානය සහ තාපාංකය තුළ ය. සෑම වස්තුවකටම වෙනස් කැටි කිරීමේ ස්ථානයක් සහ තාපාංකයක් ඇත. වස්තූන් තාපය මුදා හරින්නේ නම්, සිදුවන ක්රියාවලිය ඉහත ක්රියාවලියට ප්රතිවිරුද්ධ වේ.
1. විලයන තාපය (L F )
විලයන තාපය යනු ඝන තත්වයේ සිට ද්රව තත්වය දක්වා එහි අවධිය වෙනස් කිරීම සඳහා වස්තූන් කිලෝග්රෑම් 1 ක් විසින් අවශෝෂණය කරන තාප ප්රමාණය හෝ ද්රව තත්වයේ සිට ඝන තත්වය දක්වා එහි අවධිය වෙනස් කිරීම සඳහා වස්තූන් කිලෝග්රෑම් 1 ක් විසින් මුදා හරින තාපයයි. වස්තුවක අවධිය ඝන තත්වයේ සිට ද්රව තත්වය දක්වා (හෝ ද්රව තත්වයේ සිට ඝන තත්වය දක්වා) වෙනස් කිරීම සඳහා අවශෝෂණය කරන ලද (හෝ මුදා හරින ලද) තාප ප්රමාණය තීරණය කිරීමේ සූත්රය:
Q = m L F
විස්තරය: Q = අවශෝෂණය කරන ලද හෝ මුදා හරින ලද තාපය, m = වස්තුවේ ස්කන්ධය, L F = විලයන තාපය
2. වාෂ්පීකරණ තාපය (L V )
වාෂ්පීකරණ තාපය යනු ද්රවයේ සිට වායුව බවට පත්වීම සඳහා වස්තුවක 1 kg විසින් අවශෝෂණය කරන ලද තාප ප්රමාණය හෝ වායුවේ සිට ද්රවයට එහි අවධිය වෙනස් කිරීම සඳහා වස්තුවක 1 kg විසින් මුදා හරින ලද තාපයයි. වස්තුවක් ද්රවයේ සිට වායුව (හෝ වායුව ද්රව) බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා අවශෝෂණය කරන ලද (හෝ මුදා හරින ලද) තාප ප්රමාණය තීරණය කිරීමේ සූත්රය:
Q = මීටර් L V
විස්තරය: Q = අවශෝෂණය කරන ලද හෝ මුදා හරින ලද තාපය, m = වස්තුවේ ස්කන්ධය, L V = වාෂ්පීකරණ තාපය
විලයනයේ තාපය සහ වාෂ්පීකරණයේ තාපය ගුප්ත තාපය ලෙස හැඳින්වේ.
නිශ්චිත තාපය (c)
නිශ්චිත තාපය (c) = වස්තූන්ගේ ස්කන්ධ ඒකකයක (m) උෂ්ණත්වය (T) අංශකයකින් ඉහළ නැංවීමට අවශ්ය තාප ප්රමාණය (Q). නිශ්චිත තාපයේ සමීකරණය:
නිශ්චිත තාපයේ ජාත්යන්තර පද්ධති ඒකකය J/Kg · K වේ.
වස්තුවක නිශ්චිත තාපය උෂ්ණත්වය සමඟ වෙනස් වේ. උෂ්ණත්ව වෙනස ඉතා විශාල නොවේ නම්, තාපය නියත ලෙස සැලකිය හැකිය.
පහත දැක්වෙන්නේ 1 atm පීඩනයකදී සහ 20 o C උෂ්ණත්වයකදී (පරීක්ෂණ හරහා ලබාගත්) වස්තූන් කිහිපයක තාපයයි.
තාප ධාරිතාව (C)
තාප ධාරිතාව (C) = සියලුම වස්තූන්ගේ උෂ්ණත්වය එක් අංශකයකින් ඉහළ නැංවීමට අවශ්ය තාප ප්රමාණය. තාප ධාරිතාවයේ සමීකරණය:
සී = එම්සී
විස්තරය: C = තාප ධාරිතාව, m = ස්කන්ධය, c = වස්තුවේ නිශ්චිත තාපය.
