لیٹنٹ ہیٹ مخصوص حرارت اور حرارت کی گنجائش کے بارے میں مضمون
اگر آپ مرکری تھرمامیٹر کو ایک کنٹینر میں ڈالتے ہیں جس میں ٹھنڈے پانی اور برف کا مرکب ہوتا ہے، تو آپ نیچے کی طرف جانے کے بعد دیکھیں گے کہ پارے کی سطح حرکت کرنا بند کر دیتی ہے۔ پانی کے نقطہ انجماد (0 o C) کے درجہ حرارت تک پہنچنے کے بعد عطارد کی سطح حرکت کرنا بند کر دیتی ہے۔ اگر کنٹینر کھلا ہے تو، گرمی اس ہوا سے بہتی ہے جس کا درجہ حرارت زیادہ ہے برف اور ٹھنڈے پانی کے مرکب تک۔ ہوا سے گرمی کے اضافے سے برف پگھلتی ہے۔ جب تک برف پگھلتی ہے، کیا برف اور ٹھنڈے پانی کے مرکب کا درجہ حرارت تبدیل ہوتا ہے؟ جب تک برف پگھلتی ہے، پانی اور برف کے مرکب کا درجہ حرارت تبدیل نہیں ہوتا۔
اگر برف اور پانی کے مرکب کو آگ یا برقی ہیٹر کے ذریعے گرم کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر، تمام برف پانی میں بدل جاتی ہے۔ اگر اسے مسلسل گرم کیا جائے تو پانی کا درجہ حرارت 100 o C تک بڑھ جاتا ہے۔ 100 o C پر پانی بخارات بننا شروع ہو جاتا ہے۔ اگر پانی کو گرم کیا جاتا رہے تو پانی اتنی ہی تیزی سے بھاپ میں بدل جاتا ہے، جب کہ پانی کا درجہ حرارت تبدیل نہیں ہوتا یا 100 ڈگری سینٹی گریڈ رہتا ہے۔ یہ پانی کے ابلتے ہوئے مقام کا درجہ حرارت ہے، سب سے زیادہ درجہ حرارت جس تک پانی پہنچ سکتا ہے۔
درجہ حرارت کی تبدیلیوں اور پانی کے مرحلے میں تبدیلیوں کے ساتھ حرارت کے تعلق کا گراف
AB = اضافی گرمی برف کے درجہ حرارت کو 0 o C تک بڑھا دیتی ہے۔
BC = اضافی گرمی برف کو پانی میں پگھلا دیتی ہے۔
CD = اضافی گرمی پانی کے درجہ حرارت کو 0 o C سے 100 o C تک بڑھا دیتی ہے۔
DE = اضافی گرمی پانی کو بخارات بناتی ہے۔
EF = اضافی گرمی بھاپ کے درجہ حرارت کو بڑھاتی ہے۔
اوپر والا گراف درجہ حرارت کی تبدیلیوں اور پانی کے مرحلے میں تبدیلیوں کے عمل کو ظاہر کرتا ہے جب تک کہ پانی گرمی کو جذب کرتا ہے (ایک ہوا کے دباؤ پر)۔ اگر پانی گرمی جاری کرتا ہے، تو جو عمل ہوتا ہے وہ اوپر والے عمل کے برعکس ہوتا ہے۔ BC سے گرمی کا اضافہ پانی کے درجہ حرارت میں تبدیلی کا سبب نہیں بنتا، بلکہ صرف برف کو پانی میں پگھلاتا ہے۔
DE سے گرمی کا اضافہ پانی کے درجہ حرارت میں تبدیلی کا سبب نہیں بنتا، بلکہ صرف پانی کو بھاپ میں تبدیل کرتا ہے۔ پانی صرف ایک مثال ہے۔ تمام اشیاء مرحلے اور درجہ حرارت میں تبدیلی کے عمل سے گزریں گی، جیسا کہ پانی کے ذریعے تجربہ کیا جاتا ہے اگر آبجیکٹ گرمی جذب کر لیتی ہے۔ فرق انجماد اور ابلتے نقطہ میں ہے۔ ہر شے کا نقطہ انجماد اور ابلتا نقطہ مختلف ہوتا ہے۔ اگر اشیاء حرارت جاری کرتی ہیں تو جو عمل ہوتا ہے وہ اوپر والے عمل کے برعکس ہوتا ہے۔
1. فیوژن کی حرارت (L F )
فیوژن کی حرارت وہ حرارت کی مقدار ہے جو 1 کلوگرام اشیاء کے ذریعے جذب کی جاتی ہے تاکہ اس کے مرحلے کو ٹھوس سے مائع میں تبدیل کیا جا سکے، یا 1 کلوگرام اشیاء کے ذریعے اپنے مرحلے کو مائع سے ٹھوس میں تبدیل کرنے کے لیے حرارت کو خارج کیا جائے۔ کسی چیز کے مرحلے کو ٹھوس سے مائع (یا مائع سے ٹھوس) میں تبدیل کرنے کے لیے جذب شدہ حرارت کی مقدار کا تعین کرنے کا فارمولا:
Q = m L F
تفصیل: Q = حرارت جذب یا جاری، m = آبجیکٹ کا کمیت، L F = فیوژن کی حرارت
2. بخارات کی حرارت ( LV )
بخارات کی حرارت وہ حرارت کی مقدار ہے جو 1 کلوگرام اشیاء کی طرف سے جذب ہوتی ہے تاکہ اس کے مرحلے کو مائع سے گیس میں تبدیل کیا جا سکے، یا 1 کلوگرام اشیاء کی طرف سے گیس سے مائع میں اس کے مرحلے کو تبدیل کرنے کے لیے حرارت جاری کی جائے۔ کسی چیز کو مائع سے گیس (یا گیس سے مائع) میں تبدیل کرنے کے لیے جذب شدہ حرارت کی مقدار کا تعین کرنے کا فارمولا:
Q = m L V
تفصیل: Q = حرارت جذب یا جاری، m = آبجیکٹ کا بڑے پیمانے پر، L V = بخارات کی حرارت
فیوژن کی حرارت اور بخارات کی حرارت کو اویکت حرارت کہا جاتا ہے۔
مخصوص حرارت (c)
مخصوص حرارت (c) = حرارت کی مقدار (Q) اشیاء کی ایک یونٹ ماس (m) کے درجہ حرارت (T) کو ایک ڈگری تک بڑھانے کے لیے درکار ہے۔ مخصوص حرارت کی مساوات:
مخصوص حرارت کی بین الاقوامی نظام اکائی J/Kg K ہے۔
کسی چیز کی مخصوص حرارت درجہ حرارت کے ساتھ تبدیل ہوتی ہے۔ اگر درجہ حرارت کی تبدیلی بہت زیادہ نہیں ہے تو، گرمی کو مسلسل سمجھا جا سکتا ہے.
1 atm کے دباؤ اور 20 o C کے درجہ حرارت پر کئی اشیاء کی حرارت درج ذیل ہے (تجربات کے ذریعے حاصل کی گئی)۔
حرارت کی گنجائش (C)
حرارت کی گنجائش (C) = تمام اشیاء کے درجہ حرارت کو ایک ڈگری تک بڑھانے کے لیے درکار حرارت کی مقدار۔ حرارت کی گنجائش کی مساوات:
سی = ایم سی
تفصیل: C = حرارت کی گنجائش، m = ماس، c = آبجیکٹ کی مخصوص حرارت۔
