अध्याय 3 – ऊष्मा
- ऊष्मा क्या है? (What is Heat?)
- ऊष्मा (Heat) ऊर्जा का एक रूप है जो किसी वस्तु की गर्माहट या ठंडक की अनुभूति कराती है।
- ऊष्मा हमेशा उच्च तापमान वाली वस्तु से निम्न तापमान वाली वस्तु की ओर प्रवाहित होती है।
- हम अपनी इंद्रियों (स्पर्श) से यह बता सकते हैं कि कोई वस्तु गर्म है या ठंडी, लेकिन यह हमेशा विश्वसनीय नहीं होता।
- तापमान (Temperature): यह किसी वस्तु की गर्माहट की डिग्री का माप है।
- तापमान का मापन (Measuring Temperature)
- तापमान को मापने के लिए थर्मामीटर (Thermometer) का उपयोग किया जाता है।
- तापमान की सामान्य इकाइयाँ सेल्सियस (°C) और फारेनहाइट (°F) हैं।
- थर्मामीटर के प्रकार (Types of Thermometers):
- डॉक्टरी थर्मामीटर (Clinical Thermometer):
-
-
- इसका उपयोग मानव शरीर के तापमान को मापने के लिए किया जाता है।
- इसकी सीमा आमतौर पर 35°C से 42°C या 94°F से 108°F होती है।
- इसमें एक किंक (Kink) या विभंग होता है जो पारे के स्तर को नीचे गिरने से रोकता है ताकि रीडिंग लेने के लिए पर्याप्त समय मिल सके।
- इसका उपयोग अन्य वस्तुओं का तापमान मापने के लिए नहीं करना चाहिए।
- उपयोग करने से पहले और बाद में इसे एंटीसेप्टिक घोल से धोना चाहिए।
- पारे का स्तर 35°C से नीचे होना चाहिए।
-
- प्रयोगशाला थर्मामीटर (Laboratory Thermometer):
-
-
- इसका उपयोग अन्य वस्तुओं या पदार्थों के तापमान को मापने के लिए किया जाता है।
- इसकी सीमा आमतौर पर -10°C से 110°C तक होती है।
- इसमें डॉक्टरी थर्मामीटर की तरह किंक नहीं होता।
- इसका उपयोग करते समय थर्मामीटर को सीधा रखना चाहिए और रीडिंग लेते समय बल्ब को उस पदार्थ से बाहर नहीं निकालना चाहिए जिसका तापमान मापा जा रहा है।
-
iii. डिजिटल थर्मामीटर (Digital Thermometer):
-
-
- ये पारा मुक्त होते हैं और उपयोग करने में सुरक्षित होते हैं।
-
- सामान्य मानव शरीर का तापमान: 37°C या 98.6°F।
- ऊष्मा का स्थानांतरण (Transfer of Heat)
ऊष्मा तीन तरीकों से एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित होती है:
- चालन (Conduction):
-
- यह ऊष्मा स्थानांतरण की वह विधि है जिसमें ऊष्मा कणों के सीधे संपर्क से स्थानांतरित होती है।
- यह मुख्य रूप से ठोस पदार्थों (Solids) में होती है।
- ऊष्मा गर्म सिरे से ठंडे सिरे तक जाती है।
- चालक (Conductors): वे पदार्थ जो ऊष्मा को आसानी से अपने में से होकर गुजरने देते हैं।
- उदाहरण: धातुएँ (जैसे लोहा, तांबा, एल्यूमीनियम)।
- कुचालक / ऊष्मा रोधी (Insulators): वे पदार्थ जो ऊष्मा को आसानी से अपने में से होकर गुजरने नहीं देते।
- उदाहरण: लकड़ी, प्लास्टिक, हवा, ऊन।
- संवहन (Convection):
-
- यह ऊष्मा स्थानांतरण की वह विधि है जिसमें ऊष्मा पदार्थ के कणों की वास्तविक गति द्वारा स्थानांतरित होती है।
- यह मुख्य रूप से द्रवों (Liquids) और गैसों (Gases) में होती है।
- जब द्रव या गैस को गर्म किया जाता है, तो गर्म कण ऊपर उठते हैं और ठंडे कण नीचे आकर गर्म होते हैं, जिससे एक संवहन धारा (Convection Current) बनती है।
- उदाहरण:
- समुद्री समीर (Sea Breeze): दिन के समय, भूमि समुद्र की तुलना में तेजी से गर्म होती है। भूमि के ऊपर की हवा गर्म होकर ऊपर उठती है, और समुद्र से ठंडी हवा भूमि की ओर बहती है।
- स्थलीय समीर (Land Breeze): रात के समय, समुद्र भूमि की तुलना में धीमी गति से ठंडा होता है। समुद्र के ऊपर की हवा गर्म होकर ऊपर उठती है, और भूमि से ठंडी हवा समुद्र की ओर बहती है।
- कमरे में हीटर या एयर कंडीशनर का काम करना।
iii. विकिरण (Radiation):
- यह ऊष्मा स्थानांतरण की वह विधि है जिसमें ऊष्मा को स्थानांतरित करने के लिए किसी माध्यम (medium) की आवश्यकता नहीं होती।
- ऊष्मा विद्युत चुम्बकीय तरंगों (Electromagnetic Waves) के रूप में प्रसारित होती है।
- उदाहरण:
- सूर्य से पृथ्वी तक ऊष्मा विकिरण द्वारा आती है (क्योंकि अंतरिक्ष में कोई माध्यम नहीं है)।
- आग के पास खड़े होने पर हमें जो गर्मी महसूस होती है।
- गर्म वस्तुएँ विकिरण द्वारा ऊष्मा उत्सर्जित करती हैं।
- सर्दियों और गर्मियों में कपड़े (Clothes in Winter and Summer)
- सर्दियों में ऊनी कपड़े (Woollen Clothes in Winter):
- ऊन ऊष्मा का कुचालक होता है।
- ऊनी रेशों के बीच हवा फँस जाती है, और हवा भी ऊष्मा की कुचालक होती है।
- यह हमारे शरीर से ऊष्मा को बाहर जाने से रोकता है, जिससे हमें गर्मी महसूस होती है।
- सर्दियों में गहरे रंग के कपड़े पहनना बेहतर होता है क्योंकि वे ऊष्मा को अधिक अवशोषित करते हैं।
- गर्मियों में हल्के रंग के कपड़े (Light-Coloured Clothes in Summer):
- हल्के रंग के कपड़े ऊष्मा को कम अवशोषित करते हैं और अधिक परावर्तित करते हैं।
- इससे हमें गर्मी में ठंडक महसूस होती है।