వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలు గల వస్తువులు ఒకదానికొకటి తాకినప్పుడు, ఉష్ణం సహజంగా అధిక ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువు నుండి తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువుకు ప్రసరిస్తుంది. ఆ రెండు వస్తువులు ఉష్ణ సమతౌల్యాన్ని చేరుకున్న తర్వాత ఉష్ణ బదిలీ ఆగిపోతుంది. ఉష్ణ బదిలీ అనేది తాకిన వస్తువుల ఉష్ణోగ్రతలో మార్పుకు కారణమవుతుందని చెప్పవచ్చు . ఈ సంక్షిప్త వివరణ ఆధారంగా, ఉష్ణం (Q) అనేది ఒక వస్తువుకు మరియు ఆ వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రతలోని మార్పుకు (delta T) సంబంధించినదని నిర్ధారించబడింది. ప్రతి వస్తువుకు ఒక ద్రవ్యరాశి (m) ఉంటుంది మరియు వస్తువు రకం కూడా భిన్నంగా ఉంటుంది.
ఈ వ్యాసంలో ఉష్ణ సూత్రం యొక్క ఉత్పాదన తార్కిక పద్ధతి ద్వారా చేయబడింది. మీరు మీ రోజువారీ అనుభవాల ఆధారంగా లేదా ఒక ప్రయోగాన్ని నిర్వహించడం ద్వారా ఈ తార్కిక పద్ధతి యొక్క ప్రామాణికతను నిరూపించవచ్చు.
ఉష్ణం (Q) మరియు ఉష్ణోగ్రత మార్పు (డెల్టా T) మధ్య సంబంధం
ఒకే ద్రవ్యరాశి గల నీటితో నిండిన రెండు పాత్రలు ఉన్నాయి. ఆ నీటిని రెండు వేర్వేరు బర్నర్‌లను ఉపయోగించి వేడి చేస్తున్నారు. ఒక బర్నర్‌పై మంట తక్కువగా ఉండగా, మరొక బర్నర్‌పై మంట ఎక్కువగా ఉంది. రెండింటినీ పది నిమిషాల పాటు వేడి చేస్తే, ఏ పాత్ర ఎక్కువ వేడిగా ఉంటుంది? మీరు ఎప్పుడైనా నీటిని వేడి చేసి ఉంటే, ఎక్కువ మంట ఉన్న స్టవ్‌పై వేడి చేసిన నీరు ఎక్కువ వేడిగా ఉంటుందని మీరు అంగీకరిస్తారు (నీటి తుది ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది లేదా ఉష్ణోగ్రత మార్పు అధికంగా ఉంటుంది).
జ్వాల ఉష్ణ పరిమాణాన్ని (Q) సూచిస్తుంది. చిన్న జ్వాలలో తక్కువ ఉష్ణం, పెద్ద జ్వాలలో ఎక్కువ ఉష్ణం ఉంటుంది. ఉష్ణం తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఉష్ణోగ్రత మార్పు స్వల్పంగా ఉంటుంది. ఉష్ణం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఉష్ణోగ్రత మార్పు అధికంగా ఉంటుంది. ఉష్ణం (Q) అనేది వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు అనుపాతంలో ఉంటుందని నిర్ధారించవచ్చు.
మధ్య సంబంధం ఉష్ణం (Q) మరియు వస్తువు యొక్క ద్రవ్యరాశి (m)
వేర్వేరు ద్రవ్యరాశులు గల నీటితో నింపిన రెండు పాత్రలు ఉన్నాయి. ఒక పాత్రలో ఎక్కువ నీరు, మరొక పాత్రలో తక్కువ నీరు ఉన్నాయి. ఒకే జ్వాల ఉన్న రెండు పొయ్యిలను ఉపయోగించి ఆ నీటిని వేడి చేస్తున్నారు. రెండింటినీ పది నిమిషాల పాటు వేడి చేస్తే, ఏ పాత్రలోని నీరు ఎక్కువ వేడిగా ఉంటుంది? మీరు ఎప్పుడైనా నీటిని వేడి చేసి ఉంటే, తక్కువ నీరు ఉన్న పాత్రలోని నీరే ఎక్కువ వేడిగా ఉంటుందని మీరు అంగీకరిస్తారు (నీటి తుది ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది లేదా ఉష్ణోగ్రత మార్పు ఎక్కువగా ఉంటుంది). తక్కువ నీటిలో కలిగినంత ఉష్ణోగ్రత మార్పునే ఎక్కువ నీటిలో కూడా కలగాలంటే, ఎక్కువ నీటిని వేడి చేసే జ్వాలను పెద్దదిగా చేయాలి.
నీటి పరిమాణం నీటి ద్రవ్యరాశిని (m) సూచిస్తుంది. మంట పరిమాణం ఉష్ణ పరిమాణాన్ని సూచిస్తుంది. ఉష్ణ పరిమాణం (Q) వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు అనుపాతంలో ఉంటుందని నిర్ధారించవచ్చు. నీరు ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, దాని ఉష్ణోగ్రతను పెంచడానికి అంత ఎక్కువ ఉష్ణం అవసరం.
ఉష్ణం (Q) మరియు వస్తువు రకం ( c ) మధ్య సంబంధం
ఒకే పరిమాణంలో ఉన్న ఇనుప కడ్డీని, గాజు కడ్డీని ఒకే జ్వాల మీద ఒకేసారి వేడి చేస్తే, ఇనుము వేగంగా వేడెక్కుతుందా లేక గాజు వేగంగా వేడెక్కుతుందా? నిస్సందేహంగా, ఇనుము వేగంగా వేడెక్కుతుంది. దీనిని బట్టి, ఒక వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రతను పెంచడానికి అవసరమైన వేడి ఆ వస్తువు రకానికి అనుపాతంలో ఉంటుందని నిర్ధారించవచ్చు.
పైన పేర్కొన్న మూడు పోలికలను కలిపి ఒక సమీకరణంగా రూపొందించారు:
ఇది సూత్రం లేదా ఉష్ణ సమీకరణం.
సమాచారం: Q = ఉష్ణం (జౌల్), m = వస్తువు యొక్క ద్రవ్యరాశి (కిలోగ్రాములు), c = వస్తువు యొక్క విశిష్టోష్ణం (J/kg C)o), డెల్టా T = ఉష్ణోగ్రతలో మార్పు (Co లేదా కె)
1. -22 ° C ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న ఐదు కిలోగ్రాముల మంచును, అది మొత్తం 0 ° C ఉష్ణోగ్రత వద్ద కరిగే వరకు వేడి చేశారు . మంచు యొక్క గుప్త ఉష్ణం 333 kJ/kg మరియు విశిష్ట ఉష్ణం 2100 J/kg°C అయితే , అవసరమైన ఉష్ణం ఎంత?
ఎ. 1496 kJ
బి. 1596 kJ
C. 1696 kJ
D. 1796 kJ
E. 1896 kJ
చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
మంచు ద్రవ్యరాశి (మీ) = 5 కిలోగ్రాములు
ప్రారంభ ఉష్ణోగ్రత (T) = -22 ° C
మంచు యొక్క గుప్త ఉష్ణం (L) = 333 kJ/kg = 333.000 J/kg
మంచు యొక్క విశిష్ట ఉష్ణం (°C) = 2100 J/kg ° C
ప్రశ్న: అవసరమైన ఉష్ణం పరిమాణం (Q)
సమాధానం:
ప్రక్రియ 1: మంచు యొక్క ఉష్ణోగ్రతను -22 ° C నుండి 0 ° C కి పెంచండి
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = 231.000 జౌల్స్
ప్రక్రియ 2: మంచు మొత్తాన్ని నీరుగా కరిగించండి
Q = m L = (5)(333.000) = 1.665.000 J
మొత్తం ఉష్ణం = 231.000 J + 1.665.000 J = 1.896.000 J = 1.896 kJ
సరైన సమాధానం E.
ప్రశ్న మూలం:
SBMPTN భౌతిక శాస్త్ర ప్రశ్నలు
