విషయం: ఉష్ణం, ఉష్ణ వాహకత, ఉష్ణ సామర్థ్యం యొక్క నిర్వచనం
మీరు ఎప్పుడైనా ఐస్డ్ టీ, ఐస్డ్ మిల్క్, ఐస్డ్ సిరప్ మొదలైనవి తాగారా? ఐస్డ్ టీ తయారుచేసేటప్పుడు, మనం సాధారణంగా ఒక గ్లాసులో వేడి లేదా గోరువెచ్చని నీటిలో ఐస్ క్యూబ్స్ను కలుపుతాము. వేడి నీటికి లేదా గోరువెచ్చని నీటికి అధిక ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది, అయితే ఐస్ క్యూబ్స్కు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది. కొద్దిసేపు తాకిన తర్వాత, ఐస్ క్యూబ్స్ మరియు వేడి టీ మిశ్రమం ఐస్డ్ టీగా మారుతుంది (ఐస్ క్యూబ్స్ మరియు గోరువెచ్చని టీ మిశ్రమం ఒకే ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకుంటుంది). మనం వేడి నీటిని చల్లని నీటితో కలిపినప్పుడు కూడా ఇదే ప్రక్రియ జరుగుతుంది. తాకిన తర్వాత, వేడి నీరు మరియు చల్లని నీరు గోరువెచ్చని నీరుగా మారుతాయి (వేడి నీరు మరియు చల్లని నీటి మిశ్రమం ఒకే ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకుంటుంది). ఈ వస్తువులు తాకిన తర్వాత ఒకే ఉష్ణోగ్రతకు ఎందుకు చేరుకోగలవు?
ఉష్ణం యొక్క నిర్వచనం
వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలు గల వస్తువులు ఒకదానికొకటి తాకినప్పుడు, అధిక ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువు నుండి తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువుకు ఉష్ణ బదిలీ జరుగుతుంది. ఈ ఉష్ణ బదిలీని తరచుగా 'వేడి' అని కూడా అంటారు. తాకిన వస్తువులు ఒకే ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకున్నప్పుడు ఈ ఉష్ణ బదిలీ ఆగిపోతుంది. ఉదాహరణకు, మనం వేడి నీటిని చల్లని నీటితో కలిపినప్పుడు, వేడి సాధారణంగా వేడి నీటి నుండి చల్లని నీటికి ప్రసరిస్తుంది. మనం వేడి ఇస్త్రీని చల్లని నీటిలో వేసినప్పుడు, వేడి మరింత వేడిగా ఉన్న ఇస్త్రీ నుండి నీటికి ప్రసరిస్తుంది. ఇస్త్రీ మరియు నీరు ఒకే ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకున్నప్పుడు ఉష్ణ ప్రవాహం ఆగిపోతుంది. ఒక డాక్టర్ లేదా నర్సు మీ శరీరానికి థర్మామీటర్ను పెట్టినప్పుడు, వేడి మీ శరీరం నుండి థర్మామీటర్కు ప్రసరిస్తుంది. మీ శరీరం మరియు థర్మామీటర్ ఒకే ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకున్నప్పుడు ఈ ఉష్ణ బదిలీ ఆగిపోతుంది. ఉపయోగించే థర్మామీటర్ పాదరస థర్మామీటర్ అయితే, మీ శరీరం మరియు థర్మామీటర్ ఒకే ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకున్నప్పుడు, పాదరసం ఉపరితలం కదలడం ఆగిపోతుంది. పాదరసం ఉపరితలంపై కనిపించే సంఖ్య ఆ సమయంలో మీ శరీర ఉష్ణోగ్రత.
సహజంగా, ఉష్ణం అధిక ఉష్ణోగ్రత ఉన్న వస్తువుల నుండి తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ఉన్న వస్తువులకు ప్రసరిస్తుంది. ఉష్ణ బదిలీ అనేది ఒకదానితో ఒకటి స్పర్శలో ఉన్న వస్తువుల ఉష్ణోగ్రతలను సమం చేయడానికి ప్రయత్నిస్తుంది. 18వ శతాబ్దంలో, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఉష్ణ ప్రవాహం అనేది ఒక ద్రవం యొక్క కదలిక అని అనుమానించారు, అది కంటికి కనిపించని ఒక రకమైన ద్రవం (ద్రవాలు అంటే ప్రవహించగల పదార్థాలు. ద్రవాలలో ద్రవాలు మరియు వాయువులు ఉంటాయి. నీరు (ఒక ద్రవం) ప్రవహించగలదు కాబట్టి అది ఒక ద్రవం. గాలి కూడా ప్రవహించగలదు కాబట్టి అది ఒక ద్రవం). ఈ ద్రవానికి 'కెలోరిక్' అని పేరు పెట్టారు . ప్రయోగాత్మక ఫలితాల ఆధారంగా ఈ కెలోరిక్ ఉనికిని నిరూపించలేనందున , కెలోరిక్ సిద్ధాంతం ఇప్పుడు వాడుకలో లేదు .
19వ శతాబ్దంలో, జేమ్స్ ప్రెస్కాట్ జూల్ (1818-1889) అనే ఒక ఆంగ్ల భౌతిక శాస్త్రవేత్త, ఒక పాత్రలోని నీటిని కదిలించే చక్రాన్ని ఉపయోగించి ఎలా వేడి చేయాలో అధ్యయనం చేశారు. తన ప్రయోగ ఫలితాల ఆధారంగా, జూల్ మంటతో వేడి చేసిన నీటితో పోలిక చేశారు. మంట మరియు నీరు ఉన్న పాత్ర ఒకదానికొకటి తాకినప్పుడు, వేడి మంట (అధిక ఉష్ణోగ్రత) నుండి నీటికి (తక్కువ ఉష్ణోగ్రత) ప్రసరిస్తుంది. మంటతో తాకడం వల్ల నీటి ఉష్ణోగ్రతలో పెరుగుదలకు మరియు కదిలించే చక్రం చేసిన పని వల్ల నీటి ఉష్ణోగ్రతలో పెరుగుదలకు మధ్య పోలిక చేసిన తర్వాత, జూల్ వేడి అనేది అధిక-ఉష్ణోగ్రత వస్తువు నుండి తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత వస్తువుకు ప్రసరించే శక్తి అని నిర్ధారించారు. వేడి అనేది శక్తి కాదు (వేడి అనేది గతిజ శక్తి, స్థితిజ శక్తి, రసాయన శక్తి మొదలైన ఒక నిర్దిష్ట రకమైన శక్తి కాదు) . వేడి అనేది ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాల కారణంగా ప్రసరించే శక్తి. కాబట్టి వేడి అధిక-ఉష్ణోగ్రత వస్తువు నుండి తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత వస్తువుకు ప్రవహించినప్పుడు , శక్తి వాస్తవానికి అధిక-ఉష్ణోగ్రత వస్తువు నుండి తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత వస్తువుకు ప్రసరిస్తుంది. స్పర్శలో ఉన్న వస్తువులు ఒకే ఉష్ణోగ్రతకు లేదా ఉష్ణ సమతౌల్యానికి చేరుకున్నప్పుడు శక్తి బదిలీ ఆగిపోతుంది.
ఉష్ణ వాహకత
చాలా వంట పాత్రలను అల్యూమినియంతో ఎందుకు తయారు చేస్తారు? ఉదాహరణకు, మీ ఎడమ చేతిలో ఇస్త్రీ పెట్టె, కుడి చేతిలో ఒక గ్లాసు పట్టుకుని ఉండి, ఆ తర్వాత ఆ ఇస్త్రీ పెట్టెను, గ్లాసును మంటకు తాకించారనుకోండి. వేడిని ముందుగా గ్రహించేది మీ ఎడమ చేతా లేక కుడి చేతా? ఈ ప్రశ్నలు, ఇంకా బహుశా మీరు అడగబోయే ఇతర ప్రశ్నలు కూడా, ఒక వస్తువు యొక్క ఉష్ణ వాహకతకు సంబంధించినవి. ఒక వస్తువు యొక్క ఉష్ణ వాహకత అంటే, ఆ వస్తువు తన గుండా ఉష్ణాన్ని ప్రసరింపజేసే సామర్థ్యం . అధిక ఉష్ణ వాహకత (k) ఉన్న వస్తువులు ఉష్ణానికి మంచి వాహకాలుగా ఉంటాయి (మంచి ఉష్ణ వాహకాలు). దీనికి విరుద్ధంగా, తక్కువ ఉష్ణ వాహకత ఉన్న వస్తువులు ఉష్ణానికి పేలవమైన వాహకాలుగా ఉంటాయి (చెడు ఉష్ణ వాహకాలు).
ఉష్ణ సామర్థ్యం
ఉష్ణ సామర్థ్యం (°C) అనేది ఒక వస్తువు యొక్క మొత్తం ఉష్ణోగ్రతను ఒక డిగ్రీ పెంచడానికి అవసరమైన ఉష్ణం యొక్క పరిమాణం . ఉష్ణ సామర్థ్యానికి సూత్రం:
C = mc
సమాచారం: C = ఉష్ణ సామర్థ్యం , m = వస్తువు యొక్క ద్రవ్యరాశి, c = వస్తువు యొక్క విశిష్టోష్ణం .
