1. వాహనం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ నిర్వచనం
మీరు చెక్క కుర్చీలో కూర్చుంటే, ఆ చెక్క కుర్చీ ఉపరితలం వేడెక్కుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, మీరు ప్లాస్టిక్ లేదా లోహంతో చేసిన కుర్చీలో కూర్చుంటే, కూర్చున్న తర్వాత ఆ లోహపు లేదా ప్లాస్టిక్ కుర్చీ ఉపరితలం వేడిగా అనిపించదు. లోహపు కుర్చీ ఉపరితలం వేడెక్కనప్పుడు, చెక్క కుర్చీ ఉపరితలం ఎందుకు వేడెక్కుతుంది? పరుపు లేకుండా చల్లని నేలపై పడుకోవడం వల్ల నొప్పి ఎందుకు వస్తుంది? మీరు ఎప్పుడైనా యాంటీ-కోల్డ్ జాకెట్ ధరించారా? చాలా యాంటీ-కోల్డ్ జాకెట్లను ఉన్నితో ఎందుకు తయారు చేస్తారు? ఉష్ణ వాహనం ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీ అనే విషయానికి సంబంధించి ఇంకా పరిగణించదగిన మరియు ప్రశ్నించదగిన విషయాలు చాలా ఉన్నాయి.
అధిక ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువులోని ఒక భాగం అల్ప ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువుతో తాకినప్పుడు, శక్తి అధిక ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువు నుండి వస్తువు యొక్క అల్ప ఉష్ణోగ్రత గల భాగానికి ప్రసరిస్తుంది. ఈ శక్తి చేరడం వలన పరమాణువులు మరియు అణువులు వేగంగా కదులుతాయి. కదులుతున్నప్పుడు, అణువు గతిజ శక్తిని (KE = 1/2 mv²) కలిగి ఉంటుంది . వేగంగా కదిలే అణువులు (ఎక్కువ గతిజ శక్తి ఉన్నవి) వాటి పక్కన ఉన్న అణువులను ఢీకొంటాయి. ఒక అణువు దాని పక్కన ఉన్న మరో అణువును ఢీకొంటుంది. ఈ విధంగా కొనసాగుతుంది. కాబట్టి, శక్తిని బదిలీ చేస్తున్నప్పుడు అణువులు ఒకదానికొకటి ఢీకొంటాయి. వస్తువులోని అణువుల మధ్య జరిగే ఈ ఢీకొనడం ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీని ఉష్ణ వాహనం ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీ అంటారు.
2. వాహనం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ సమీకరణం
ఎడమ వైపున ఉన్న వస్తువుకు అధిక ఉష్ణోగ్రత (T) ఉంది1) అయితే కుడి వైపున ఉన్న వస్తువు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత (T) కలిగి ఉంది2ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం (T) కారణంగా1 - T2), ఉష్ణం అధిక ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువు నుండి అల్ప ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువుకు ప్రయాణిస్తుంది (ఉష్ణ ప్రవాహ దిశ కుడివైపుకు ఉంటుంది). ఉష్ణం ప్రసరించిన వస్తువుకు అడ్డుకోత వైశాల్యం (A) మరియు పొడవు (l) ఉంటాయి.
ప్రయోగ ఫలితాల ఆధారంగా, ఒక నిర్దిష్ట కాల వ్యవధిలో కదిలే ఉష్ణం (Q/t) ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసానికి (T 1 – T 2 ) అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది,
అడ్డుకోత వైశాల్యం (A), వస్తువు యొక్క స్వభావం (k = ఉష్ణ వాహకత) మరియు వస్తువు పొడవుకు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. వాహనం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీకి సూత్రం:
వివరణ: Q/t = ఉష్ణ బదిలీ రేటు, k = ఉష్ణ వాహకత, A = అడ్డుకోత వైశాల్యం, T 1 = అధిక ఉష్ణోగ్రత, T 2 = తక్కువ ఉష్ణోగ్రత, l = వస్తువు పొడవు.
3. ఉష్ణ వాహకత (k)
చాలా వంట పాత్రలను అల్యూమినియంతో ఎందుకు తయారు చేస్తారు? మీ ఎడమ చేతిలో ఇనుము, కుడి చేతిలో గ్లాసు ఉంటే, అప్పుడు ఇనుము మరియు గ్లాసు రెండింటినీ మంటకు తాకిస్తారు. ఎడమ చేయి లేదా కుడి చేయి వేగంగా ఉన్నట్లు అనిపిస్తుందా? ఈ ప్రశ్నలు మరియు బహుశా మీరు అడిగే ఇతర ప్రశ్నలు కూడా వస్తువుల ఉష్ణ వాహకతకు సంబంధించినవి. ఒక వస్తువు యొక్క ఉష్ణ వాహకత అంటే, ఆ వస్తువు తన గుండా ఉష్ణాన్ని ప్రసరింపజేసే సామర్థ్యం. అధిక ఉష్ణ వాహకత (k) ఉన్న వస్తువులు మంచి ఉష్ణ వాహకాలు (మంచి ఉష్ణ వాహకాలు). దీనికి విరుద్ధంగా, తక్కువ ఉష్ణ వాహకత ఉన్న వస్తువులు చెడు ఉష్ణ వాహకాలు (చెడు ఉష్ణ వాహకాలు).
4. వాహనం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ యొక్క అనువర్తనం
కార్పెట్ కంటే టైల్ ఎందుకు చల్లగా అనిపిస్తుంది? కార్పెట్ల కంటే టైల్స్కు ఉష్ణ వాహకత ఎక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, టైల్ ఒక మంచి ఉష్ణ వాహకం, అయితే కార్పెట్ ఒక చెడ్డ ఉష్ణ వాహకం. మనం కార్పెట్పై నడిచినప్పుడు, వేడి మన పాదాల నుండి కార్పెట్ వైపు ప్రవహిస్తుంది. ఎందుకంటే మన శరీర ఉష్ణోగ్రత కార్పెట్ ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. కార్పెట్ ఒక చెడ్డ ఉష్ణ వాహకం, కాబట్టి మన పాదాల నుండి ప్రవహించే వేడి కార్పెట్ ఉపరితలంపై పేరుకుపోతుంది, అందువల్ల కార్పెట్ వేడెక్కుతుంది. మనం టైల్ లేదా సిరామిక్పై నడిచినప్పుడు, వేడి పాదం నుండి టైల్ లేదా సిరామిక్ వైపు ప్రవహిస్తుంది. టైల్స్ మంచి ఉష్ణ వాహకం కాబట్టి, వేడి టైల్ ఉపరితలంపై నిలిచిపోదు. వేడి సజావుగా ప్రవహిస్తుంది, అందువల్ల మన పాదాలు చల్లగా అనిపిస్తాయి.
ఆధారం లేకుండా ఇంట్లో నేలపై పడుకోవడం వల్ల నొప్పి రావచ్చు. ఎందుకంటే, శరీరం నుండి నేలకు ఉష్ణం బదిలీ అవ్వడమే దీనికి కారణం. ఉష్ణం అంటే ప్రసరించే శక్తి. మీ శరీరం ఎక్కువ ఉష్ణాన్ని కోల్పోయినప్పుడు, మీ శరీరంలోని శక్తి తగ్గిపోతుంది. శక్తి లోపిస్తే, మీరు అనారోగ్యానికి గురికావచ్చు!
కిటికీలు మరియు తలుపుల విధులు ఏమిటి? తలుపులు మరియు కిటికీలను చెక్కతో ఎందుకు తయారు చేయాలి? రాత్రిపూట, ఇంటి లోపల గాలి ఉష్ణోగ్రత కంటే బయట ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉంటుంది. గాలి ఉష్ణోగ్రతలోని ఈ వ్యత్యాసం వల్ల వేడి ఇంటి లోపలి నుండి బయటకు ప్రసరిస్తుంది. అందువల్ల, సాధారణంగా రాత్రిపూట మనం తలుపులు లేదా కిటికీలు మూసివేస్తాము. కిటికీ లేదా తలుపు లోపల చిక్కుకున్న గాలి ఒక మంచి ఉష్ణ నిరోధకంగా పనిచేస్తుంది. ఒక వస్తువు యొక్క ఉష్ణ వాహకత ఎంత తక్కువగా ఉంటే, ఆ వస్తువు ద్వారా వాహనం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ అంత కష్టమవుతుంది.
నాగరిక మరియు సాధారణ మానవులుగా మన హోదాను నిలబెట్టడంతో పాటు, మన శరీర ఉష్ణోగ్రతను స్థిరంగా ఉంచడానికి కూడా దుస్తులు పనిచేస్తాయి. మనం ఉపయోగించే బట్టలు సాధారణంగా గాలి ఉష్ణోగ్రతకు అనుగుణంగా ఉంటాయి. గాలి ఉష్ణోగ్రత తగినంత తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, మనం ఉపయోగించే బట్టలు మందంగా ఉంటాయి. మందపాటి దుప్పట్లు లేదా బట్టలు (జాకెట్లు మొదలైనవి) గాలి కదలకుండా చేస్తాయి. చర్మానికి మరియు జాకెట్ లేదా దుప్పటికి మధ్య గాలి చిక్కుకుపోతుంది. మన శరీరానికి మరియు చిక్కుకుపోయిన గాలికి మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ఉన్నందున, వేడి శరీరం నుండి గాలికి ప్రసరిస్తుంది. శరీరం నుండి వేడి కలవడం వల్ల చిక్కుకుపోయిన గాలి ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది (గాలి వెచ్చగా మారుతుంది). గాలి ఉష్ణ వాహకత విలువ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, వేడి శరీరం నుండి బయటకు వెళ్లదు. మన శరీర ఉష్ణోగ్రత కూడా స్థిరంగా ఉంటుంది. గాలి తగినంత చల్లగా ఉన్నప్పుడు మనం జాకెట్ ఉపయోగించకపోతే, మన శరీరం నుండి వేడి బయటకు వస్తుంది. శరీరం నుండి ఎంత ఎక్కువ వేడి బయటకు వస్తే, శరీరం అంత ఎక్కువ శక్తిని కోల్పోతుంది!
