வெப்பமானிகள் மற்றும் வெப்பநிலை அளவுகள் பற்றிய கட்டுரை
1. வெப்பமானிகள்
வெப்பநிலையை அளப்பதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட கருவி வெப்பமானி ஆகும். வெப்பமானிகளில் பல வகைகள் உள்ளன, ஆனால் அவற்றின் செயல்படும் முறை ஒன்றுதான். பொதுவாக, வெப்பநிலைக்கேற்ப மாறும் தன்மையுடைய வெப்பமானிப் பொருட்களையே நாம் பயன்படுத்துகிறோம். ஒரு பொருளின் வெப்பநிலை மாறினால், அதன் வடிவமும் அளவும் மாறும். பெரும்பாலான வெப்பமானிகள், வெப்பநிலை மாறும்போது விரிவடையவோ அல்லது சுருங்கவோ கூடிய பொருட்களையே பயன்படுத்துகின்றன. பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் வெப்பமானிகள் கண்ணாடிக் குழாய்களைக் கொண்டிருக்கும், அதன் மையத்தில் ஆல்கஹால் அல்லது பாதரசம் இருக்கும். வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, கலனில் உள்ள ஆல்கஹால் அல்லது பாதரசம் விரிவடைவதால், ஆல்கஹால் அல்லது பாதரசத் தூணின் நீளம் அதிகரிக்கிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, வெப்பநிலை குறையும்போது, ஆல்கஹால் அல்லது பாதரசத் தூணின் நீளம் குறைகிறது. கண்ணாடிக் குழாயின் வெளிப்புறத்தில், வெப்பமானியின் அளவுகோலைக் குறிக்கும் எண்கள் பொறிக்கப்பட்டிருக்கும். ஆல்கஹால் அல்லது பாதரசத் தூணின் மேல் முனையில் காட்டப்படும் எண், அளவிடப்படும் பொருளின் வெப்பநிலை மதிப்பைக் குறிப்பிடுகிறது.
பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் மற்ற வகை வெப்பமானிகள், இரு உலோகத் தகடுகளைப் (வெவ்வேறு வகைகள் மற்றும் வெவ்வேறு விரிவு வேகங்களைக் கொண்ட இரண்டு உலோகங்கள்) பயன்படுத்தும் வெப்பமானிகள் ஆகும். வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, ஒரு உலோகம் மற்ற உலோகத்தை விட அதிக விரிவடைதலை அடைகிறது. இதன் விளைவாக, அந்தத் துண்டுகள் வளைந்திருக்கும். பொதுவாக, ஒரு இரு உலோகத் துண்டு ஒரு சுருள் வடிவத்தில் இருக்கும்; அதன் ஒரு முனை அப்படியே இருக்க, மறுமுனை அளவீட்டுக் காட்டியுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும். வெப்பநிலை மாறும்போது, முள் சுழலும். இரு உலோகத் தகடுகளைப் பயன்படுத்தும் வெப்பமானிகள் பொதுவாகக் காற்று வெப்பமானிகள், அறை வெப்பமானிகள், அடுப்பு வெப்பமானிகள் போன்றவற்றிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மிகவும் துல்லியமான ஒரு வெப்பமானி, பெரும்பாலும் ஒரு பொருளின் மின் பண்புகளைப் பயன்படுத்துகிறது.
2. வெப்பமானி அளவுத்திருத்தம்
வெப்பமானி அளவுத்திருத்தம் என்பது ஒரு வெப்பமானியை அளவிடும் செயல்முறையாகும். வெப்பமானியை அளவுத்திருத்தம் செய்வதற்கான சில படிகள் இங்கே கொடுக்கப்பட்டுள்ளன. முதலில், அளவுகோல் இல்லாத ஒரு பாதரச வெப்பமானி அல்லது ஆல்கஹால் வெப்பமானியைத் தயார் செய்யவும். இரண்டாவதாக, பனிக்கட்டியைத் தயார் செய்யவும். மூன்றாவதாக, தண்ணீரைத் தயார் செய்யவும். நான்காவதாக, தண்ணீரைக் கொதிக்க வைக்கப் பயன்படும் ஒரு நீர் சூடாக்கியைத் தயார் செய்யவும். ஐந்தாவதாக, ஒரு பாத்திரத்தில் பனிக்கட்டியையும் தண்ணீரையும் போடவும் (தண்ணீர் மற்றும் பனிக்கட்டி ஒரே நிறையைக் கொண்டுள்ளன). அதன்பிறகு, தண்ணீர் மற்றும் பனிக்கட்டி உள்ள பாத்திரத்தில் வெப்பமானியை வைக்கவும்.
முதலில், வெப்பமானியை காற்றில் படும்படி வைக்கவும், அப்போது அது பனிக்கட்டியை விட சூடாக இருக்கும். ஒரு பாத்திரத்தில் வைத்த பிறகு, நீர் மற்றும் பனிக்கட்டியின் கலவை அதிக குளிர்ச்சியைத் தருவதால், பாதரசத் தூணின் நீளம் குறையும். பாதரசத் தூணின் நீளம் மாறாத வரை (பாதரசத்தின் மேற்பரப்பு அசையாத வரை) அப்படியே விடவும். பாதரசத் தூணின் நீளம் மாறாதபோது, பனிக்கட்டிகள் மற்றும் நீரின் கலவை வெப்பச் சமநிலையில் உள்ளது. பாதரசத் தூணின் நிலையைக் குறித்துக் கொள்ளுங்கள் (பாதரசத் தூணின் மேல் முனையைக் குறிக்கவும்). இதுவே பனிக்கட்டிப் புள்ளி அல்லது நீரின் உறைநிலை வெப்பநிலை ஆகும். ஆறாவதாக, மின்சார வெப்பமூட்டியைப் பயன்படுத்தி நீரைக் கொதிக்க வைக்கவும். சூடாக்கப்பட்ட நீர் உள்ள ஒரு பாத்திரத்தில் வெப்பமானியைச் செருகவும். நீர் சூடாகும் போது அல்லது நீரின் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, பாதரசத் தூணின் நீளமும் அதிகரிக்கும் (பாதரசத்தின் மேற்பரப்பு மேலே நகரும்). நீர் கொதித்த பிறகு, பாதரசத்தின் மேற்பரப்பு நகர்வதை நிறுத்தும். பாதரசத் தூணின் முனையைக் குறித்துக் கொள்ளுங்கள். இதுவே நீரின் கொதிநிலை அல்லது நீராவிப் புள்ளி வெப்பநிலை ஆகும்.
நீங்கள் ஒரு செல்சியஸ் அளவுகோலை உருவாக்க விரும்பினால், இரண்டு குறிகளுக்கு இடையிலான தூரம் 100 கோடுகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது, இதில் ஒவ்வொரு கோட்டிற்கும் இடையிலான தூரம் ஒரே மாதிரியாக இருக்க வேண்டும். கீழ் குறி = 0 ° C, அதே சமயம் மேல் குறி = 100 ° C. பக்கத்தில் உள்ள படத்தைப் பார்க்கவும். பனிநிலை வெப்பநிலை மற்றும் ஆவிநிலை வெப்பநிலை ஆகியவை காற்று அழுத்தத்தைச் சார்ந்துள்ளன. எனவே, வெவ்வேறு காற்று அழுத்தம் உள்ள இடத்தில் அளவீடு செய்யப்பட்ட ஒரு வெப்பமானி வெவ்வேறு முடிவுகளைத் தரும். பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பாதரச வெப்பமானிகள் ஒரு வளிமண்டல அழுத்தத்தில் அளவீடு செய்யப்படுகின்றன, அதனால் நீரின் உறைநிலை வெப்பநிலை 0 ° C ஆகவும், கொதிநிலை வெப்பநிலை 100 ° C ஆகவும் இருக்கும். பாதரச வெப்பமானிகள் அல்லது ஆல்கஹால் வெப்பமானிகள் போன்ற சாதாரண வெப்பமானிகள் பொதுவாக வரையறுக்கப்பட்டவை. மிகக் குறைந்த வெப்பநிலைகளை (0 ° C-க்குக் குறைவான) அல்லது மிக அதிக வெப்பநிலைகளை (100 ° C- க்கு அதிகமான ) அளவிட இந்த வெப்பமானியைப் பயன்படுத்த முடியாது.
3. வெப்பநிலை அளவுகள்
வெப்பநிலையை அளவிட ஒரு வெப்பமானியைப் பயன்படுத்த, ஒரு வெப்பநிலை அளவுகோலை அமைப்பது அவசியம். செல்சியஸ் அளவுகோல் மற்றும் ஃபாரன்ஹீட் அளவுகோல் என இரண்டு வெப்பநிலை அளவுகோல்கள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. செல்சியஸ் அளவுகோலின் மற்றொரு பெயர் சென்டிகிரேட் அளவுகோல் ஆகும். சென்டிகிரேட் = நூறு படிகள். அறிவியல் துறையில் மிக முக்கியமான வெப்பநிலை அளவுகோல் தனிநிலை அளவுகோல் அல்லது கெல்வின் அளவுகோல் ஆகும். கெல்வின் அளவுகோல் குறித்துப் பின்னர் விவாதிக்கப்படும். செல்சியஸ் அளவுகோல் மற்றும் ஃபாரன்ஹீட் அளவுகோல்களின் நிலைப்புப் புள்ளிகளாக நீரின் உறைநிலை மற்றும் கொதிநிலை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு பொருளின் உறைநிலை என்பது அதன் திட மற்றும் திரவ வடிவங்கள் வெப்பச் சமநிலையில் இருக்கும் வெப்பநிலை ஆகும். இதற்கு நேர்மாறாக, ஒரு பொருளின் கொதிநிலை என்பது அதன் திரவ மற்றும் வாயு வடிவங்கள் வெப்பச் சமநிலையில் இருக்கும் வெப்பநிலை ஆகும். உறைநிலை மற்றும் கொதிநிலை ஆகியவை காற்றின் அழுத்தத்தைப் பொறுத்துத் தொடர்ந்து மாறுவதால், முதலில் காற்றின் அழுத்தத்தைத் தீர்மானிக்க வேண்டும். பொதுவாக, நாம் 1 atm (ஒரு வளிமண்டலம்) என்ற திட்ட அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துகிறோம். வளிமண்டலம் என்பது காற்றின் அழுத்தத்தின் ஒரு அலகு ஆகும்.
3.1 செல்சியஸ் அளவுகோல்
செல்சியஸ் அளவுகோலுக்கு மேலே உள்ள நிலைப்புள்ளி தூய நீரின் கொதிநிலையைப் பயன்படுத்துகிறது, அதே சமயம் செல்சியஸ் அளவுகோலுக்குக் கீழே உள்ள நிலைப்புள்ளி தூய நீரின் உறைநிலையைப் பயன்படுத்துகிறது. தூய நீரின் உறைநிலை (பனிக்கட்டிப் புள்ளி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) பூஜ்ஜியம் டிகிரி செல்சியஸ் (0) ஆகும். oC) மற்றும் தூய நீரின் கொதிநிலை வெப்பநிலை (ஆவிப் புள்ளி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) நூறு டிகிரி செல்சியஸ் (100) ஆகும். oC). பனிக்கட்டி மற்றும் நீராவிப் புள்ளிகளுக்கு இடையில் 100 பாகைகள் உள்ளன. செல்சியஸ் அளவுகோலைப் பயன்படுத்தும் வெப்பமானிகளில், பனிக்கட்டிப் புள்ளி வெப்பநிலையை விடக் குறைவான வெப்பநிலை அளவுகோல் பொதுவாக ஒரு எதிர்மறை எண்ணால் குறிக்கப்படுகிறது.
3.2 ஃபாரன்ஹீட் அளவுகோல்
ஃபாரன்ஹீட் வெப்பநிலை அளவுகோல்கள் நேர்மறையாக இருக்க வேண்டும் என விரும்பினார். எனவே, அவர் பனிக்கட்டி மற்றும் உப்பு நீர் கலவையின் வெப்பநிலையாக 0 ° F-ஐத் தேர்ந்தெடுத்தார் (இது நீர் அடையக்கூடிய மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையாகும்). பனிக்கட்டிப் புள்ளிகள் மற்றும் நீராவிப் புள்ளிகளின் வெப்பநிலையை அளவிடும்போது, ஃபாரன்ஹீட் அளவுகோலில் காட்டப்படும் எண்கள் பின்னங்களாக இருந்தன. இறுதியாக, பனிக்கட்டிப் புள்ளி மற்றும் நீராவிப் புள்ளியின் வெப்பநிலை முழு எண்களாக இருக்கும்படி அவர் மீண்டும் அளவுகோலை மாற்றினார்.
ஃபாரன்ஹீட் அளவுகோலின்படி, தூய நீரின் உறைநிலை (பனிக்கட்டிப் புள்ளி) 32 டிகிரி ஃபாரன்ஹீட் (32°F) ஆகும். oF) மற்றும் தூய நீரின் கொதிநிலை வெப்பநிலை (ஆவிப் புள்ளி) 212 டிகிரி ஃபாரன்ஹீட் (212 F) ஆகும். oF). பனிக்கட்டி மற்றும் நீராவிப் புள்ளிகளுக்கு இடையில் 180 பாகைகள் உள்ளன. தூய நீர் என்பது மற்ற பொருட்களுடன் கலக்காத நீராகும். தூய H20. நாம் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையைக் குறிப்பிடும்போது, அதை செல்சியஸ் என்று அழைக்கிறோம்.oC) அல்லது ஃபாரன்ஹீட் (oF). உதாரணம்: சுடுநீரின் வெப்பநிலை = 100 oசி அல்லது 180 oF. என் உடல் வெப்பநிலை = 98 oF. இதற்கு நேர்மாறாக, நாம் வெப்பநிலை மாற்றம் அல்லது வெப்பநிலை வேறுபாடு என்று கூறினால், அதை செல்சியஸ் டிகிரி (C) என்று அழைக்கிறோம்.o) அல்லது ஃபாரன்ஹீட் டிகிரி (Foஉதாரணம்: ஆரம்ப நீர் வெப்பநிலை 20 oC. சூடுபடுத்தியவுடன், வெப்பநிலை 50 ஆக மாறுகிறது. oC. எனவே, நீர் 30 டிகிரி செல்சியஸ் (30 C) வெப்பநிலை மாற்றத்தை அனுபவிக்கிறது.o).
