நாம் வெவ்வேறு வகையான வெப்பமானிகளை, உதாரணமாக ஒரு பாதரச வெப்பமானி மற்றும் ஒரு ஆல்கஹால் வெப்பமானியை, அளவீடு செய்தால் , இரண்டு வெப்பமானிகளின் அளவீடுகளும் 0 ° C (அல்லது 32 ° F) மற்றும் 100 ° C (அல்லது 212 ° F) ஆகிய வெப்பநிலைகளில் மட்டுமே ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். காற்றின் வெப்பநிலையை அளவிட நாம் இரண்டு வெப்பமானிகளையும் பயன்படுத்தினால், ஒவ்வொரு வெப்பமானியும் காட்டும் எண்கள் ஒரே மாதிரியாக இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. பாதரச வெப்பமானி 48 ° C-ஐயும், ஆல்கஹால் வெப்பமானி 46 ° C-ஐயும் காட்டக்கூடும். இதற்குக் காரணம், பாதரசம் மற்றும் ஆல்கஹாலின் விரிவடையும் விகிதம் வேறுபட்டது. இதேபோல், இரு உலோக வெப்பமானிகள் போன்ற பிற வகை வெப்பமானிகளுக்கும் இது பொருந்தும். இந்த வழியில் தீர்மானிக்கப்படும் வெப்பநிலை அளவீடு, பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களின் பண்புகளைப் பெரிதும் சார்ந்துள்ளது.
வழக்கமான வெப்பமானியைப் பயன்படுத்தி நிறுவப்படும் வெப்பநிலை அளவுகோலில் குறைபாடுகள் இருப்பதால் , நமக்கு ஒரு தரநிலை வெப்பமானி தேவைப்படுகிறது. ஒரு தரநிலை வெப்பமானி, ஒரு பொருளின் பண்புகளைச் சார்ந்திருக்க வேண்டிய அவசியமின்றி, மிகவும் துல்லியமான வெப்பநிலை அளவுகோலை நிறுவ நமக்கு உதவுகிறது.
கிட்டத்தட்ட ஒரு கச்சிதமான வெப்பமானி என்பது மாறா-பருமன் வாயு வெப்பமானி ஆகும் . ஒரு மாறா-பருமன் வாயு வெப்பமானியின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை பின்வருமாறு: வாயுவின் பருமன் நிலையாக, அல்லது மாற்றமின்றி வைக்கப்படுகிறது. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, வாயுவின் அழுத்தமும் அதிகரிக்கிறது.
குழாய்கள் 1 மற்றும் 2-க்குள் பாதரசம் உள்ளது. குழாய் 1-இல் உள்ள பாதரச மட்டம் எப்போதும் குறிப்புக் குறியீட்டில் இருக்கும்படி, குழாய் 2-ஐ உயர்த்துவதன் அல்லது தாழ்த்துவதன் மூலம் வாயுவின் கன அளவு நிலையாகப் பராமரிக்கப்படுகிறது. வெப்பநிலை அதிகரித்தால், குழாயில் உள்ள வாயு அழுத்தமும் அதிகரிக்கும். எனவே, வாயுவின் கன அளவு நிலையாக இருப்பதற்காக, குழாய் 2-ஐ இன்னும் உயரமாக உயர்த்த வேண்டும். குழாய் 2-இல் உள்ள பாதரசத் தூணின் உயரத்தை (h) அளவிடுவதன் மூலம் வாயு அழுத்தத்தைக் கண்டறியலாம். கைமுறையைப் பயன்படுத்தினால், 760 மிமீ உயரமுள்ள ஒரு பாதரசத் தூண் = 1 atm (1 வளிமண்டலம்) அழுத்தம் என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள். அதிநவீன நிலையான கன அளவு வாயு வெப்பமானிகளில் ஏற்கனவே ஒரு அழுத்தமானி உள்ளது. வாயுவைக் கொண்டிருக்கும் கொள்கலனும், வாயு எப்போதும் ஒரு நிலையான கன அளவைக் கொண்டிருக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. எனவே, அழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றம் மட்டுமே அளவிடப்படுகிறது.
ஒரு மாறா-பருமன் வாயு வெப்பமானியை அளவுத்திருத்தம் செய்ய, நாம் இரண்டு வெப்பநிலைகளில் வாயு அழுத்தத்தை அளவிடலாம். எடுத்துக்காட்டாக, பனிநிலை மற்றும் ஆவிநிலை வெப்பநிலைகளைப் பயன்படுத்துவோம். மாறா-பருமன் வாயு வெப்பமானிகள் 1 வளிமண்டல அழுத்தத்தில் அளவுத்திருத்தம் செய்யப்படுகின்றன. ஒரு வெப்பமானியை அளவுத்திருத்தம் செய்வதற்கான படிகள் பின்வருமாறு.
முதலில், வாயு உருளை பனிக்கட்டி மற்றும் நீர் உள்ள ஒரு கொள்கலனில் வைக்கப்படுகிறது. வாயுவின் கன அளவு மாறாமல் வைக்கப்படுகிறது, எனவே குழாய் 1-இல் உள்ள பாதரச மட்டம் குறிப்புப் புள்ளியில் நிலைத்திருக்க, குழாய் 2-ஐக் கீழே இறக்க வேண்டும். வாயுவின் கன அளவு மாறாமல் இருந்தால், குழாய் 2-இல் உள்ள பாதரசத் தூணின் உயரத்தை (h) பதிவு செய்யவும். அழுத்தத்தைக் கணக்கிட h-ஐப் பயன்படுத்தவும். ஒரு மேம்பட்ட மாறா கன அளவு வாயு வெப்பமானியைப் பயன்படுத்தினால், வாயு நிரப்பப்பட்ட உருளை பனிக்கட்டி மற்றும் நீர் உள்ள கொள்கலனில் நேரடியாக மூழ்கடிக்கப்படுகிறது. அங்கே ஏற்கனவே ஒரு அழுத்தமானி உள்ளது. வாயு அழுத்தத்தைப் பதிவு செய்யவும் (இதை அழுத்தம் 1 அல்லது P 1 என்று வைத்துக்கொள்வோம் ).
இரண்டாவது, சூடுபடுத்தப்பட்டு வரும் நீர் உள்ள ஒரு கலனில் வாயு உருளை ஒன்று செருகப்படுகிறது. வாயுவின் கன அளவை நிலையாகப் பராமரிப்பதற்காக, குழாய் 1-இல் உள்ள பாதரச மட்டம் குறிப்புப் புள்ளியில் நிலைத்திருக்கும்படி குழாய் 2 உயர்த்தப்படுகிறது. வாயுவின் கன அளவு மாறாமல் இருந்தால், நீர்த்தம்பத்தின் உயரத்தைப் பதிவு செய்யவும்.
குழாய் 2-ல் உள்ள பாதரசத்தின் (h) அளவைப் பயன்படுத்தி வாயுவின் அழுத்தத்தைக் கணக்கிடுங்கள் (இந்த அழுத்தம் 2 அல்லது P என்று வைத்துக்கொள்வோம்).2)
மூன்றாவதாக , அழுத்தத்திற்கும் வெப்பநிலைக்கும் இடையிலான தொடர்பைக் குறிப்பிடும் ஒரு வரைபடத்தை உருவாக்கவும். கீழே உள்ள உதாரணத்தைப் பார்க்கவும்.
P 1 என்பது பனிப்புள்ளி வெப்பநிலையில் (0 ° C) உள்ள வாயு அழுத்தம் மற்றும் P 2 என்பது ஆவிப்புள்ளி வெப்பநிலையில் (100 ° C) உள்ள வாயு அழுத்தம் ஆகும். P 1 , 0 ° C- இல் வெட்டும் புள்ளியையும் , P 2 , 100 ° C-இல் வெட்டும் புள்ளியையும் இணைக்கும் ஒரு கோட்டை வரையவும். வரைபடத்தைப் பார்ப்பதன் மூலம், நமக்கு வாயு அழுத்தம் மட்டுமே தெரிந்திருந்தாலும், வெப்பநிலையையும் எளிதாக அறிந்துகொள்ளவும், கணிக்கவும் முடியும்.
கெல்வின் அளவுகோல்
மேலே உள்ள வரைபடத்தில் உள்ள சாய்வுக் கோடு, T o C அச்சை வெட்டுமாறு வரையப்பட்டால் , வாயுவின் அழுத்தம் = 0 ஆக இருக்கும்போது, வாயுவின் வெப்பநிலை = -273,15 ° C ஆகும். மாறா கன அளவு வாயு வெப்பமானிக் குழாயில் உள்ள வாயுவின் வகையைப் பொறுத்து, 0 அழுத்தத்தில் வாயுவின் வெப்பநிலை மாறுபடும் என்று நாம் நினைக்கலாம். சோதனைகளின் அடிப்படையில், வாயுவின் வகை வேறுபட்டிருந்தாலும், வாயுவின் அழுத்தம் பூஜ்ஜியமாகும் போது, வெப்பநிலை எப்போதும் -273,15 ° C ஆகவே உள்ளது. எனவே, இந்த வெப்பநிலையை நாம் ஒரு நிலையான வெப்பநிலை அளவுகோலாக (தனி பூஜ்ஜிய வெப்பநிலை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) பயன்படுத்தலாம். இந்த தனி பூஜ்ஜிய வெப்பநிலை, தனி அளவுகோல் அல்லது கெல்வின் அளவுகோல் என்ற புனைப்பெயரால் அறியப்படுகிறது. கெல்வின் என்பது மறைந்த முன்னாள் பிரிட்டிஷ் இயற்பியலாளரான லார்ட் கெல்வின் (1824-1907) என்பவரின் பெயர்.
இந்த அளவுகோலில், வெப்பநிலை கெல்வின் (K) இல் குறிப்பிடப்படுகிறது, டிகிரி கெல்வின் (°) இல் அல்ல.oபாகைகளுக்கு இடையிலான இடைவெளி செல்சியஸ் அளவுகோலில் உள்ளதைப் போலவே உள்ளது, ஆனால் பூஜ்ஜிய மதிப்பு 0 K க்கு மாற்றப்பட்டுள்ளது. எனவே 0 K = -273,15 oC மற்றும் 273,15 K = 0 oC. செல்சியஸ் அளவுகோலில் உள்ள வெப்பநிலையை 273,15-ஐக் கூட்டுவதன் மூலம் கெல்வின் அளவுகோலுக்கு மாற்றலாம். அதேபோல், கெல்வின் அளவுகோலில் உள்ள வெப்பநிலையை 273,15-ஐக் கழிப்பதன் மூலம் செல்சியஸ் அளவுகோலுக்கு மாற்றலாம்.
T (K) = T (oசி) + 273,15
டி (oC) = T (K) – 273,15
எடுத்துக்காட்டு கேள்வி 1.40 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
டி = 293 கே
எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி 2. 80 ° F = …. K
