مواد: حرارت کی تعریف، تھرمل چالکتا، حرارت کی صلاحیت
کیا آپ نے کبھی آئسڈ چائے، آئسڈ دودھ، آئسڈ شربت وغیرہ پیا ہے؟ ٹھیک ہے، آئسڈ چائے بناتے وقت، ہم عام طور پر ایک گلاس میں گرم یا گرم پانی کو آئس کیوبز کے ساتھ ملاتے ہیں۔ گرم پانی یا گرم پانی کا درجہ حرارت زیادہ ہوتا ہے، جبکہ آئس کیوب کا درجہ حرارت کم ہوتا ہے۔ تھوڑی دیر تک چھونے کے بعد، آئس کیوبز اور گرم چائے کا مرکب آئسڈ چائے میں بدل جاتا ہے (آئس کیوبز اور گرم چائے کا مرکب ایک ہی درجہ حرارت پر پہنچ چکا ہے)۔ یہی عمل اس وقت ہوتا ہے جب ہم گرم پانی کو ٹھنڈے پانی میں ملاتے ہیں۔ چھونے کے بعد، گرم پانی اور ٹھنڈا پانی گرم پانی میں بدل جاتا ہے (گرم پانی اور ٹھنڈے پانی کا مرکب ایک ہی درجہ حرارت پر پہنچ گیا ہے)۔ یہ اشیاء چھونے کے بعد ایک ہی درجہ حرارت تک کیوں پہنچ سکتی ہیں؟
حرارت کی تعریف
جب مختلف درجہ حرارت والی اشیاء ایک دوسرے کے ساتھ رابطے میں آتی ہیں، تو حرارت کی منتقلی، جسے اکثر ہیٹ کہا جاتا ہے، زیادہ درجہ حرارت والی چیز سے کم درجہ حرارت والی شے تک ہوتی ہے۔ جب رابطے میں موجود اشیاء ایک ہی درجہ حرارت پر پہنچ جائیں تو یہ حرارت کی منتقلی رک جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، اگر ہم گرم پانی کو ٹھنڈے پانی میں ملاتے ہیں، تو گرمی عام طور پر گرم پانی سے ٹھنڈے پانی کی طرف جاتی ہے۔ جب ہم گرم لوہے کو ٹھنڈے پانی میں ڈالتے ہیں تو گرمی زیادہ گرم لوہے سے پانی کی طرف جاتی ہے۔ لوہے اور پانی کے ایک ہی درجہ حرارت پر پہنچنے کے بعد گرمی کا بہاؤ رک جاتا ہے۔ جب کوئی ڈاکٹر یا نرس آپ کے جسم کے ساتھ تھرمامیٹر لگاتا ہے، تو حرارت آپ کے جسم سے تھرمامیٹر تک جاتی ہے۔ جب آپ کا جسم اور تھرمامیٹر ایک ہی درجہ حرارت پر پہنچ جاتے ہیں تو یہ حرارت کی منتقلی رک جاتی ہے۔ اگر استعمال کیا جانے والا تھرمامیٹر مرکری تھرمامیٹر ہے، جب آپ کا جسم اور تھرمامیٹر ایک ہی درجہ حرارت پر پہنچ جاتے ہیں تو پارے کی سطح حرکت کرنا بند کر دیتی ہے۔ پارے کی سطح پر دکھایا گیا نمبر اس وقت آپ کے جسم کا درجہ حرارت ہے۔
قدرتی طور پر، حرارت قدرتی طور پر اعلی درجہ حرارت والی اشیاء سے کم درجہ حرارت والی اشیاء میں منتقل ہوتی ہے۔ حرارت کی منتقلی ایک دوسرے کے ساتھ رابطے میں اشیاء کے درجہ حرارت کو برابر کرتی ہے۔ 18ویں صدی میں، طبیعیات دانوں نے شبہ کیا کہ حرارت کا بہاؤ ایک سیال کی حرکت ہے، ایک غیر مرئی قسم کا سیال (سیال وہ مادے ہیں جو بہہ سکتے ہیں۔ سیالوں میں مائعات اور گیسیں شامل ہیں۔ پانی (ایک مائع) ایک سیال ہے کیونکہ یہ بہ سکتا ہے۔ ہوا بھی ایک سیال ہے کیونکہ یہ بہہ سکتا ہے)۔ اس سیال کو کیلورک کا نام دیا گیا تھا ۔ کیلورک کا نظریہ اب استعمال نہیں کیا جاتا کیونکہ تجرباتی نتائج کی بنیاد پر اس کیلورک کا وجود ثابت نہیں کیا جا سکتا۔
19 ویں صدی میں، جیمز پریسکوٹ جول (1818-1889) نامی ایک انگریز ماہر طبیعیات نے اس بات کا مطالعہ کیا کہ ہلچل مچانے والے پہیے کا استعمال کرتے ہوئے کنٹینر میں پانی کیسے گرم کیا جاتا ہے۔ اپنے تجربے کے نتائج کی بنیاد پر، جول نے آگ سے گرم پانی سے موازنہ کیا۔ جب شعلہ اور پانی پر مشتمل کنٹینر آپس میں آجاتا ہے، تو حرارت آگ (اعلی درجہ حرارت) سے پانی (کم درجہ حرارت) میں منتقل ہوتی ہے۔ آگ سے رابطے کی وجہ سے پانی کے درجہ حرارت میں اضافے اور اسٹررر کے کام کی وجہ سے پانی کے درجہ حرارت میں اضافے کے درمیان موازنہ کرنے کے بعد، جول نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ حرارت وہ توانائی ہے جو اعلی درجہ حرارت والی چیز سے کم درجہ حرارت والی چیز کی طرف منتقل ہوتی ہے۔ حرارت توانائی نہیں ہے (حرارت ایک خاص قسم کی توانائی نہیں ہے، جیسے حرکی توانائی، ممکنہ توانائی، کیمیائی توانائی، وغیرہ) ۔ حرارت وہ توانائی ہے جو درجہ حرارت کے فرق کی وجہ سے حرکت کرتی ہے ۔ لہٰذا جب گرمی زیادہ درجہ حرارت والی چیز سے کم درجہ حرارت والی چیز کی طرف جاتی ہے، تو توانائی درحقیقت اعلیٰ درجہ حرارت والی چیز سے کم درجہ حرارت والی چیز کی طرف منتقل ہوتی ہے۔ توانائی کی منتقلی رک جاتی ہے جب رابطے میں موجود اشیاء ایک ہی درجہ حرارت یا حرارتی توازن تک پہنچ جاتی ہیں ۔
تھرمل چالکتا
زیادہ تر کوک ویئر ایلومینیم سے کیوں بنے ہیں؟ فرض کریں کہ آپ کے بائیں ہاتھ میں لوہا ہے، آپ کے دائیں ہاتھ میں شیشہ ہے، اور پھر لوہے اور شیشے کو آگ لگ گئی ہے۔ کیا آپ کا بائیں یا دائیں ہاتھ وہ ہے جو گرمی کو تیزی سے محسوس کرتا ہے؟ یہ سوالات، اور شاید دوسرے جو آپ پوچھیں گے، کسی چیز کی تھرمل چالکتا سے متعلق ہیں۔ کسی چیز کی تھرمل چالکتا کسی چیز کی اس کے ذریعے حرارت کو منتقل کرنے کی صلاحیت ہے ۔ اعلی تھرمل چالکتا (k) والی اشیاء گرمی کے اچھے موصل ہیں (اچھے تھرمل موصل)۔ اس کے برعکس، کم تھرمل چالکتا والی اشیاء گرمی کے ناقص موصل ہیں (خراب تھرمل موصل)۔
حرارت کی صلاحیت
حرارت کی گنجائش (C) کسی پوری چیز کے درجہ حرارت کو ایک ڈگری تک بڑھانے کے لیے درکار حرارت کی مقدار ہے ۔ گرمی کی صلاحیت کا فارمولا ہے:
سی = ایم سی
معلومات: C = حرارت کی گنجائش ، m = آبجیکٹ کا ماس، c = آبجیکٹ کی مخصوص حرارت ۔
