வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளைக் கொண்ட பொருள்கள் ஒன்றையொன்று தொட்டால், இயற்கையாகவே வெப்பம் அதிக வெப்பநிலை கொண்ட ஒரு பொருளில் இருந்து குறைந்த வெப்பநிலை கொண்ட ஒரு பொருளுக்கு வெப்பம் நகர்கிறது. இரண்டு பொருள்கள் நகர்ந்த பிறகு வெப்பப் பரிமாற்றம் நின்றுவிடுகிறது. வெப்ப சமநிலைஅவ்வாறு கூறலாம் வெப்பப் பரிமாற்றம் காரண மாற்றம் சுஹு ஒன்றையொன்று தொடும் பொருள்கள். இந்தச் சுருக்கமான விளக்கத்தின் அடிப்படையில், பின்வருமாறு முடிவு செய்யப்படுகிறது: வெப்பம் (Q) உடன் ஒரு உறவைக் கொண்டுள்ளது ஒரு பொருள் டான் வெப்பநிலை மாற்றங்கள் பொருளின் (டெல்டா T). ஒவ்வொரு பொருளுக்கும் ஒரு நிறை (m) உண்டு, மேலும் பொருட்களின் வகைகளும் வேறுபடுகின்றன.
குறை வெப்ப சூத்திரம் இந்தக் கட்டுரை பகுத்தறிவைப் பயன்படுத்துகிறது. உங்கள் அன்றாட அனுபவங்களின் அடிப்படையில் இந்தப் பகுத்தறிவின் உண்மையை நீங்கள் நிரூபிக்கலாம், அல்லது ஒரு சோதனையையும் நடத்தலாம்.
உறவு kஓட்டம் (Q) மற்றும் pவெப்பநிலை மாற்றம் (டெல்டா T)
ஒரே நிறையுள்ள நீரால் நிரப்பப்பட்ட இரண்டு கலன்கள் உள்ளன. அந்த நீர் இரண்டு வெவ்வேறு அடுப்புகளைப் பயன்படுத்திச் சூடாக்கப்படுகிறது. ஒரு அடுப்பின் சுடர் குறைவாகவும், மற்றொரு அடுப்பின் சுடர் அதிகமாகவும் உள்ளது. இரண்டு அடுப்புகளும் பத்து நிமிடங்களுக்குச் சூடாக்கப்பட்டால், எந்தக் கலன் அதிக சூடாக இருக்கும்? நீங்கள் இதற்கு முன் எப்போதாவது நீரைச் சூடாக்கியிருந்தால், அதிக சுடர் கொண்ட அடுப்பைப் பயன்படுத்திச் சூடாக்கப்பட்ட நீரே அதிக சூடாக இருக்கும் என்பதை ஒப்புக்கொள்வீர்கள் (நீரின் இறுதி வெப்பநிலை அதிகமாக இருக்கும் அல்லது வெப்பநிலை மாற்றம் அதிகமாக இருக்கும்).
சுடர் என்பது வெப்பத்தின் அளவைக் (Q) குறிக்கிறது. ஒரு சிறிய சுடரில் வெப்பம் குறைவாகவும், ஒரு பெரிய சுடரில் வெப்பம் அதிகமாகவும் இருக்கும். வெப்பம் குறைவாக இருக்கும்போது, வெப்பநிலை மாற்றம் குறைவாக இருக்கும். வெப்பம் அதிகமாக இருக்கும்போது, வெப்பநிலை மாற்றம் அதிகமாக இருக்கும். வெப்பம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க, வெப்பநிலை மாற்றமும் அதிகமாக இருக்கும். வெப்பத்தின் அளவு (Q) என்பது பொருளின் வெப்பநிலை மாற்றத்திற்கு நேர் விகிதத்தில் உள்ளது என்று இதிலிருந்து முடிவு செய்யலாம்.
உறவு பொருளின் வெப்பம் (Q) மற்றும் நிறை (m)
வெவ்வேறு நிறைகளைக் கொண்ட, நீர் நிரப்பப்பட்ட இரண்டு கலன்கள் உள்ளன. ஒரு கலனில் அதிக நீரும், மற்றொரு கலனில் குறைவான நீரும் நிரப்பப்பட்டுள்ளன. ஒரே சுடரைக் கொண்ட இரண்டு அடுப்புகளைப் பயன்படுத்தி நீர் சூடாக்கப்படுகிறது. இரண்டு கலன்களும் பத்து நிமிடங்களுக்குச் சூடாக்கப்பட்டால், எந்தக் கலனில் உள்ள நீர் அதிக சூடாக இருக்கும்? நீங்கள் எப்போதாவது நீரைச் சூடாக்கியிருந்தால், குறைவான நிறை கொண்ட கலனில் உள்ள நீரே அதிக சூடாக இருக்கும் என்பதை ஒப்புக்கொள்வீர்கள் (நீரின் இறுதி வெப்பநிலை அதிகமாக இருக்கும் அல்லது வெப்பநிலை மாற்றம் அதிகமாக இருக்கும்). குறைவான நிறை கொண்ட கலனில் ஏற்படும் அதே வெப்பநிலை மாற்றத்தை அதிக நிறை கொண்ட கலனும் அடைய வேண்டுமென்றால், அதிக நிறை கொண்ட கலனைச் சூடாக்கும் சுடரின் அளவு பெரிதாக்கப்பட வேண்டும்.
நீரின் அளவு என்பது நீரின் நிறையைக் (m) குறிக்கிறது. சுடரின் அளவு என்பது வெப்பத்தின் அளவைக் குறிக்கிறது. வெப்பத்தின் அளவு (Q) பொருளின் வெப்பநிலை மாற்றத்திற்கு நேர் விகிதத்தில் உள்ளது என்று முடிவு செய்யலாம். நீரின் அளவு அதிகரிக்க அதிகரிக்க, அதன் வெப்பநிலையை உயர்த்துவதற்கு அதிக வெப்பம் தேவைப்படுகிறது.
உறவு வெப்பம் (Q) மற்றும் வகை பொருள் (c)
ஒரே அளவிலான ஒரு இரும்புக் கம்பியையும் ஒரு கண்ணாடிக் கம்பியையும் ஒரே நேரத்தில் ஒரே சுடரைப் பயன்படுத்திச் சூடாக்கினால், இரும்பா அல்லது கண்ணாடியா, எது வேகமாகச் சூடாகும்? நிச்சயமாக, இரும்புதான் வேகமாகச் சூடாகும். ஒரு பொருளின் வெப்பநிலையை உயர்த்துவதற்குத் தேவைப்படும் வெப்பம், அப்பொருளின் வகைக்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும் என்று இதிலிருந்து முடிவு செய்யலாம்.
மேற்கண்ட மூன்று ஒப்பீடுகளும் ஒரு சமன்பாடாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன:
இதுதான் சூத்திரம் அல்லது வெப்பச் சமன்பாடு.
தகவல்: Q = வெப்பம் (ஜூல்), m = பொருளின் நிறை (கிலோகிராம்), c = பொருளின் தன்வெப்பம் (ஜூல்/கிலோகிராம் செல்சியஸ்)o), டெல்டா T = வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றம் (C)o அல்லது கே)
1. -22°C வெப்பநிலையில் உள்ள ஐந்து கிலோகிராம் பனிக்கட்டிo0°C வெப்பநிலையில் அனைத்து பனிக்கட்டியும் உருகும் வரை C வெப்பப்படுத்தப்படுகிறது.oசி. என்றால் மறை வெப்பம் பனிக்கட்டியின் தன்வெப்பம் 333 kJ/kg மற்றும் பனிக்கட்டியின் தன்வெப்பம் 2100 J/kg Co, பிறகு அந்த எண் வெப்பம் தேவைப்படுவது என்னவென்றால்…
அ. 1496 kJ
பி. 1596 கி.ஜூ
சி. 1696 kJ
டி. 1796 kJ
E. 1896 kJ
கலந்துரையாடல்
அறியப்பட்டிருப்பது:
பனிக்கட்டியின் நிறை (மீ) = 5 கிலோகிராம்
ஆரம்ப வெப்பநிலை (T) = -22oC
பனிக்கட்டியின் உள்ளுறை வெப்பம் (L) = 333 kJ/kg = 333.000 J/kg
பனிக்கட்டியின் தன்வெப்பம் (c) = 2100 J/kg Co
கேட்கப்பட்டது: தேவைப்படும் வெப்பத்தின் அளவு (Q)
பதில்:
செயல்முறை 1: பனிக்கட்டியின் வெப்பநிலையை -22 இலிருந்து அதிகரிக்கவும்oசி முதல் 0 வரைoC
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = 231.000 ஜூல்கள்
செயல்முறை 2: அனைத்து பனிக்கட்டியையும் தண்ணீராக உருக்கவும்
Q = m L = (5)(333.000) = 1.665.000 J
மொத்த வெப்பம் = 231.000 J + 1.665.000 J = 1.896.000 J = 1.896 kJ
சரியான விடை E ஆகும்.
கேள்வி மூலம்:
SBMPTN இயற்பியல் கேள்விகள்
