ഒരു സോളിഡ് ചൂടാക്കാൻ ആവശ്യമായ താപത്തിൻ്റെ അളവ്. താപത്തിൻ്റെ അളവ്. ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ പ്രത്യേക താപ ശേഷി

ജോലി ചെയ്യാതെ ഒരു ശരീരത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ഊർജ്ജം കൈമാറുന്ന പ്രക്രിയയെ വിളിക്കുന്നു ചൂട് കൈമാറ്റംഅഥവാ താപ കൈമാറ്റം. ഉള്ള ശരീരങ്ങൾക്കിടയിൽ ചൂട് കൈമാറ്റം സംഭവിക്കുന്നു വ്യത്യസ്ത താപനിലകൾ. വ്യത്യസ്ത താപനിലകളുള്ള ശരീരങ്ങൾ തമ്മിൽ സമ്പർക്കം സ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ, ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ശരീരത്തിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള ശരീരത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നു. താപ വിനിമയത്തിൻ്റെ ഫലമായി ശരീരത്തിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജത്തെ വിളിക്കുന്നു താപത്തിൻ്റെ അളവ്.

ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ പ്രത്യേക താപ ശേഷി:

താപ കൈമാറ്റ പ്രക്രിയ ജോലിക്കൊപ്പം ഇല്ലെങ്കിൽ, തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ നിയമത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, താപത്തിൻ്റെ അളവ് ശരീരത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റത്തിന് തുല്യമാണ്: .

തന്മാത്രകളുടെ ക്രമരഹിതമായ വിവർത്തന ചലനത്തിൻ്റെ ശരാശരി ഊർജ്ജം കേവല താപനിലയ്ക്ക് ആനുപാതികമാണ്. ശരീരത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റം എല്ലാ ആറ്റങ്ങളുടെയും തന്മാത്രകളുടെയും ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റങ്ങളുടെ ബീജഗണിത തുകയ്ക്ക് തുല്യമാണ്, അവയുടെ എണ്ണം ശരീരത്തിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിന് ആനുപാതികമാണ്, അതിനാൽ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റവും അതിനാൽ, താപത്തിൻ്റെ അളവ് പിണ്ഡത്തിനും താപനിലയിലെ മാറ്റത്തിനും ആനുപാതികമാണ്:

ഈ സമവാക്യത്തിലെ ആനുപാതിക ഘടകത്തെ വിളിക്കുന്നു ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ പ്രത്യേക താപ ശേഷി. ആപേക്ഷിക താപം 1 കിലോ പദാർത്ഥത്തെ 1 K കൊണ്ട് ചൂടാക്കാൻ എത്ര ചൂട് ആവശ്യമാണെന്ന് കാണിക്കുന്നു.

തെർമോഡൈനാമിക്സിൽ പ്രവർത്തിക്കുക:

മെക്കാനിക്സിൽ, ശക്തിയുടെയും സ്ഥാനചലനത്തിൻ്റെയും മൊഡ്യൂളിയുടെയും അവയ്ക്കിടയിലുള്ള കോണിൻ്റെ കോസൈൻ്റെയും ഉൽപ്പന്നമായാണ് ജോലിയെ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്. ചലിക്കുന്ന ശരീരത്തിൽ ഒരു ശക്തി പ്രവർത്തിക്കുകയും അതിൻ്റെ മാറ്റത്തിന് തുല്യമാകുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ പ്രവൃത്തി നടക്കുന്നു ഗതികോർജ്ജം.

തെർമോഡൈനാമിക്സിൽ, ഒരു ശരീരത്തിൻ്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ചലനം പരിഗണിക്കില്ല; നമ്മൾ സംസാരിക്കുന്നത് പരസ്പരം ആപേക്ഷികമായ ഒരു മാക്രോസ്കോപ്പിക് ശരീരത്തിൻ്റെ ഭാഗങ്ങളുടെ ചലനത്തെക്കുറിച്ചാണ്. തൽഫലമായി, ശരീരത്തിൻ്റെ അളവ് മാറുന്നു, പക്ഷേ അതിൻ്റെ വേഗത പൂജ്യത്തിന് തുല്യമാണ്. തെർമോഡൈനാമിക്സിലെ ജോലി മെക്കാനിക്സിലെ അതേ രീതിയിൽ നിർവചിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ ശരീരത്തിൻ്റെ ഗതികോർജ്ജത്തിലല്ല, മറിച്ച് അതിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റത്തിന് തുല്യമാണ്.

ജോലി ചെയ്യുമ്പോൾ (കംപ്രഷൻ അല്ലെങ്കിൽ വിപുലീകരണം), വാതകത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം മാറുന്നു. ഇതിനുള്ള കാരണം ഇതാണ്: ചലിക്കുന്ന പിസ്റ്റണുമായി വാതക തന്മാത്രകളുടെ ഇലാസ്റ്റിക് കൂട്ടിയിടി സമയത്ത്, അവയുടെ ഗതികോർജ്ജം മാറുന്നു.

വിപുലീകരണ സമയത്ത് ഗ്യാസ് ചെയ്ത ജോലി നമുക്ക് കണക്കാക്കാം. വാതകം പിസ്റ്റണിൽ ഒരു ശക്തി ചെലുത്തുന്നു
, എവിടെ - വാതക സമ്മർദ്ദം, കൂടാതെ - ഉപരിതല പ്രദേശം പിസ്റ്റൺ വാതകം വികസിക്കുമ്പോൾ, പിസ്റ്റൺ ശക്തിയുടെ ദിശയിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു ചെറിയ ദൂരം
. ദൂരം ചെറുതാണെങ്കിൽ, വാതക സമ്മർദ്ദം സ്ഥിരമായി കണക്കാക്കാം. ഗ്യാസ് ചെയ്യുന്ന ജോലി ഇതാണ്:

എവിടെ
- വാതക അളവിൽ മാറ്റം.

വാതക വിപുലീകരണ പ്രക്രിയയിൽ, ശക്തിയുടെയും സ്ഥാനചലനത്തിൻ്റെയും ദിശ യോജിക്കുന്നതിനാൽ ഇത് നല്ല പ്രവർത്തനം നടത്തുന്നു. വികാസ പ്രക്രിയയിൽ, വാതകം ചുറ്റുമുള്ള ശരീരങ്ങളിലേക്ക് ഊർജ്ജം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.

ഒരു വാതകത്തിൽ ബാഹ്യഘടകങ്ങൾ ചെയ്യുന്ന ജോലി, ചിഹ്നത്തിൽ മാത്രം വാതകം ചെയ്യുന്ന ജോലിയിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്
, ശക്തി മുതൽ , വാതകത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് ശക്തിക്ക് വിപരീതമാണ് , വാതകം പിസ്റ്റണിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ മോഡുലസിൽ അതിന് തുല്യമാണ് (ന്യൂട്ടൻ്റെ മൂന്നാം നിയമം); ചലനം അതേപടി നിലനിൽക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ പ്രവർത്തിക്കുക ബാഹ്യശക്തികൾഇതിന് തുല്യമാണ്:

.

തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ നിയമം:

തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ നിയമം ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമമാണ്, ഇത് താപ പ്രതിഭാസങ്ങളിലേക്ക് വ്യാപിക്കുന്നു. ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമം: പ്രകൃതിയിലെ ഊർജ്ജം ഒന്നുമില്ലായ്മയിൽ നിന്ന് ഉണ്ടാകുന്നതല്ല, അപ്രത്യക്ഷമാകുന്നില്ല: ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ അളവ് മാറ്റമില്ല, അത് ഒരു രൂപത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാത്രം കടന്നുപോകുന്നു.

ഗുരുത്വാകർഷണ കേന്ദ്രം ഫലത്തിൽ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്ന ശരീരങ്ങളെ തെർമോഡൈനാമിക്സ് കണക്കാക്കുന്നു. അത്തരം ശരീരങ്ങളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജം സ്ഥിരമായി തുടരുന്നു, ആന്തരിക ഊർജ്ജം മാത്രമേ മാറ്റാൻ കഴിയൂ.

ആന്തരിക ഊർജ്ജം രണ്ട് തരത്തിൽ മാറാം: താപ കൈമാറ്റം, ജോലി. പൊതുവേ, താപ കൈമാറ്റം മൂലവും ചെയ്ത ജോലി കാരണം ആന്തരിക ഊർജ്ജം മാറുന്നു. തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ നിയമം അത്തരം പൊതു കേസുകൾക്കായി കൃത്യമായി രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു:

ഒരു അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാറുമ്പോൾ സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റം ബാഹ്യശക്തികളുടെ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ആകെത്തുകയ്ക്കും സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപത്തിൻ്റെ അളവിനും തുല്യമാണ്:

സിസ്റ്റം ഒറ്റപ്പെട്ടതാണെങ്കിൽ, അതിൽ ഒരു ജോലിയും ചെയ്യുന്നില്ല, ചുറ്റുമുള്ള ശരീരങ്ങളുമായി ചൂട് കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നില്ല. തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ നിയമം അനുസരിച്ച് ഒരു ഒറ്റപ്പെട്ട സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു.

അത് കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ
, തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ നിയമം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ എഴുതാം:

സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപത്തിൻ്റെ അളവ് അതിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം മാറ്റുന്നതിനും സിസ്റ്റം ബാഹ്യ ശരീരങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനും പോകുന്നു.

തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ രണ്ടാമത്തെ നിയമം: രണ്ട് സിസ്റ്റങ്ങളിലോ ചുറ്റുമുള്ള ശരീരങ്ങളിലോ ഒരേസമയം മറ്റ് മാറ്റങ്ങളുടെ അഭാവത്തിൽ തണുത്ത സിസ്റ്റത്തിൽ നിന്ന് ചൂടുള്ള ഒന്നിലേക്ക് താപം കൈമാറുന്നത് അസാധ്യമാണ്.

ഒരു ശരീരം ചൂടാക്കാൻ ആവശ്യമായ താപത്തിൻ്റെ അളവ് എങ്ങനെ കണക്കാക്കാമെന്ന് ഈ പാഠത്തിൽ നമ്മൾ പഠിക്കും അല്ലെങ്കിൽ തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ അത് പുറത്തുവിടുന്നു. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, മുമ്പത്തെ പാഠങ്ങളിൽ നേടിയ അറിവ് ഞങ്ങൾ സംഗ്രഹിക്കും.

കൂടാതെ, ഈ സൂത്രവാക്യത്തിൽ നിന്ന് ശേഷിക്കുന്ന അളവുകൾ പ്രകടിപ്പിക്കാനും മറ്റ് അളവുകൾ അറിയാനും അവയെ കണക്കാക്കാനും താപത്തിൻ്റെ അളവിനായുള്ള ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് ഞങ്ങൾ പഠിക്കും. താപത്തിൻ്റെ അളവ് കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രശ്നത്തിൻ്റെ ഒരു ഉദാഹരണവും പരിഗണിക്കും.

ഈ പാഠംഒരു ശരീരം ചൂടാകുമ്പോഴോ തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ അത് പുറത്തുവിടുമ്പോഴോ ഉള്ള താപത്തിൻ്റെ അളവ് കണക്കാക്കാൻ നീക്കിവച്ചിരിക്കുന്നു.

കണക്കുകൂട്ടാനുള്ള കഴിവ് ആവശ്യമായ തുകഊഷ്മളത വളരെ പ്രധാനമാണ്. ഇത് ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു മുറി ചൂടാക്കാൻ വെള്ളം നൽകേണ്ട താപത്തിൻ്റെ അളവ് കണക്കാക്കുമ്പോൾ.

അരി. 1. മുറി ചൂടാക്കാൻ വെള്ളം നൽകേണ്ട താപത്തിൻ്റെ അളവ്

അല്ലെങ്കിൽ വിവിധ എഞ്ചിനുകളിൽ ഇന്ധനം കത്തിക്കുമ്പോൾ പുറത്തുവിടുന്ന താപത്തിൻ്റെ അളവ് കണക്കാക്കാൻ:

അരി. 2. എൻജിനിൽ ഇന്ധനം കത്തിക്കുമ്പോൾ പുറത്തുവരുന്ന താപത്തിൻ്റെ അളവ്

ഈ അറിവും ആവശ്യമാണ്, ഉദാഹരണത്തിന്, സൂര്യൻ പുറത്തുവിടുകയും ഭൂമിയിൽ വീഴുകയും ചെയ്യുന്ന താപത്തിൻ്റെ അളവ് നിർണ്ണയിക്കാൻ:

അരി. 3. സൂര്യൻ പുറത്തുവിടുകയും ഭൂമിയിൽ പതിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന താപത്തിൻ്റെ അളവ്

താപത്തിൻ്റെ അളവ് കണക്കാക്കാൻ, നിങ്ങൾ മൂന്ന് കാര്യങ്ങൾ അറിയേണ്ടതുണ്ട് (ചിത്രം 4):

• ശരീരഭാരം (സാധാരണയായി ഒരു സ്കെയിൽ ഉപയോഗിച്ച് അളക്കാൻ കഴിയും);
• ഒരു ശരീരം ചൂടാക്കുകയോ തണുപ്പിക്കുകയോ ചെയ്യേണ്ട താപനില വ്യത്യാസം (സാധാരണയായി ഒരു തെർമോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ചാണ് അളക്കുന്നത്);
• ശരീരത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക താപ ശേഷി (പട്ടികയിൽ നിന്ന് നിർണ്ണയിക്കാവുന്നതാണ്).

അരി. 4. നിർണ്ണയിക്കാൻ നിങ്ങൾ അറിയേണ്ടത്

താപത്തിൻ്റെ അളവ് കണക്കാക്കുന്ന ഫോർമുല ഇതുപോലെ കാണപ്പെടുന്നു:

ഈ ഫോർമുലയിൽ ഇനിപ്പറയുന്ന അളവുകൾ ദൃശ്യമാകുന്നു:

ജൂൾസിൽ (ജെ) അളക്കുന്ന താപത്തിൻ്റെ അളവ്;

ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ പ്രത്യേക താപ ശേഷി അളക്കുന്നത്;

- താപനില വ്യത്യാസം, ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ അളക്കുന്നു ().

താപത്തിൻ്റെ അളവ് കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള പ്രശ്നം നമുക്ക് പരിഗണിക്കാം.

ടാസ്ക്

ഗ്രാം പിണ്ഡമുള്ള ഒരു ചെമ്പ് ഗ്ലാസിൽ താപനിലയിൽ ഒരു ലിറ്റർ അളവിലുള്ള വെള്ളം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഒരു ഗ്ലാസ് വെള്ളത്തിലേക്ക് എത്ര ചൂട് മാറ്റണം, അങ്ങനെ അതിൻ്റെ താപനില തുല്യമാകും?

അരി. 5. പ്രശ്ന സാഹചര്യങ്ങളുടെ ചിത്രീകരണം

ആദ്യം നമുക്ക് എഴുതാം ചെറിയ അവസ്ഥ (നൽകിയത്) കൂടാതെ എല്ലാ അളവുകളും അന്താരാഷ്ട്ര സംവിധാനത്തിലേക്ക് (SI) പരിവർത്തനം ചെയ്യുക.

പരിഹാരം:

ആദ്യം, ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ നമുക്ക് ആവശ്യമുള്ള മറ്റ് അളവ് നിർണ്ണയിക്കുക. നിർദ്ദിഷ്ട താപ ശേഷിയുടെ പട്ടിക (പട്ടിക 1) ഉപയോഗിച്ച് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നു (ചെമ്പിൻ്റെ പ്രത്യേക താപ ശേഷി, കാരണം ഗ്ലാസ് ചെമ്പ് ആയതിനാൽ), (ജലത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക താപ ശേഷി, കാരണം ഗ്ലാസിൽ വെള്ളം ഉള്ളതിനാൽ). കൂടാതെ, താപത്തിൻ്റെ അളവ് കണക്കാക്കാൻ നമുക്ക് ഒരു പിണ്ഡം വെള്ളം ആവശ്യമാണെന്ന് നമുക്കറിയാം. വ്യവസ്ഥ അനുസരിച്ച്, ഞങ്ങൾക്ക് വോളിയം മാത്രമേ നൽകിയിട്ടുള്ളൂ. അതിനാൽ, മേശയിൽ നിന്ന് ഞങ്ങൾ ജലത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത എടുക്കുന്നു: (പട്ടിക 2).

മേശ 1. ചില വസ്തുക്കളുടെ പ്രത്യേക താപ ശേഷി,

മേശ 2. ചില ദ്രാവകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത

ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ ആവശ്യമായതെല്ലാം ഇപ്പോൾ ഞങ്ങളുടെ പക്കലുണ്ട്.

ചെമ്പ് ഗ്ലാസ് ചൂടാക്കാൻ ആവശ്യമായ താപത്തിൻ്റെ അളവും അതിലെ വെള്ളം ചൂടാക്കാൻ ആവശ്യമായ താപത്തിൻ്റെ അളവും അടങ്ങുന്നതാണ് താപത്തിൻ്റെ അവസാന അളവ് എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക:

ഒരു ചെമ്പ് ഗ്ലാസ് ചൂടാക്കാൻ ആവശ്യമായ താപത്തിൻ്റെ അളവ് നമുക്ക് ആദ്യം കണക്കാക്കാം:

വെള്ളം ചൂടാക്കാൻ ആവശ്യമായ താപത്തിൻ്റെ അളവ് കണക്കാക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ഗ്രേഡ് 7 മുതൽ നമുക്ക് പരിചിതമായ ഒരു ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് ജലത്തിൻ്റെ പിണ്ഡം കണക്കാക്കാം:

ഇപ്പോൾ നമുക്ക് കണക്കാക്കാം:

അപ്പോൾ നമുക്ക് കണക്കാക്കാം:

കിലോജൂൾസ് എന്താണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത് എന്ന് നമുക്ക് ഓർക്കാം. "കിലോ" എന്ന പ്രിഫിക്‌സിൻ്റെ അർത്ഥം .

ഉത്തരം:.

താപത്തിൻ്റെ അളവും (നേരിട്ടുള്ള പ്രശ്നങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവ) ഈ ആശയവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട അളവുകളും കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിനുള്ള സൗകര്യത്തിനായി, നിങ്ങൾക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന പട്ടിക ഉപയോഗിക്കാം.

ഒരു തെർമോഡൈനാമിക് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം രണ്ട് തരത്തിൽ മാറ്റാവുന്നതാണ്:

1. ഓവർ ചെയ്യുന്നു സിസ്റ്റം വർക്ക്,
2. താപ ഇടപെടൽ ഉപയോഗിച്ച്.

ശരീരത്തിലെ താപത്തിൻ്റെ കൈമാറ്റം ശരീരത്തിലെ മാക്രോസ്കോപ്പിക് പ്രവർത്തനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിട്ടില്ല. IN ഈ സാഹചര്യത്തിൽഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ശരീരത്തിൻ്റെ വ്യക്തിഗത തന്മാത്രകൾ താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള ശരീരത്തിലെ ചില തന്മാത്രകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്ന വസ്തുതയാണ് ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്നത്. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, താപ ചാലകത കാരണം താപ ഇടപെടൽ തിരിച്ചറിയുന്നു. റേഡിയേഷൻ ഉപയോഗിച്ച് ഊർജ്ജ കൈമാറ്റവും സാധ്യമാണ്. സൂക്ഷ്മ പ്രക്രിയകളുടെ സംവിധാനത്തെ (മുഴുവൻ ശരീരവുമായല്ല, വ്യക്തിഗത തന്മാത്രകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട) താപ കൈമാറ്റം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. താപ കൈമാറ്റത്തിൻ്റെ ഫലമായി ഒരു ശരീരത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ അളവ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഒരു ശരീരത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപത്തിൻ്റെ അളവാണ്.

നിർവ്വചനം

ഊഷ്മളതചുറ്റുമുള്ള ശരീരങ്ങളുമായി (പരിസ്ഥിതി) താപ വിനിമയ പ്രക്രിയയിൽ ഒരു ശരീരം സ്വീകരിക്കുന്ന (അല്ലെങ്കിൽ ഉപേക്ഷിക്കുന്ന) ഊർജ്ജമാണ്. താപത്തിൻ്റെ പ്രതീകം സാധാരണയായി Q എന്ന അക്ഷരമാണ്.

തെർമോഡൈനാമിക്സിലെ അടിസ്ഥാന അളവുകളിലൊന്നാണിത്. തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ഒന്നും രണ്ടും നിയമങ്ങളുടെ ഗണിതശാസ്ത്ര പദപ്രയോഗങ്ങളിൽ താപം ഉൾപ്പെടുന്നു. തന്മാത്രാ ചലനത്തിൻ്റെ രൂപത്തിലുള്ള ഊർജ്ജമാണ് താപം എന്ന് പറയപ്പെടുന്നു.

താപം സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് (ശരീരം) കൈമാറാം, അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ നിന്ന് എടുക്കാം. സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് ചൂട് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുകയാണെങ്കിൽ, അത് പോസിറ്റീവ് ആണെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു.

താപനില മാറുമ്പോൾ ചൂട് കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള ഫോർമുല

താപത്തിൻ്റെ പ്രാഥമിക അളവ് ഞങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അതിൻ്റെ അവസ്ഥയിൽ ഒരു ചെറിയ മാറ്റത്തോടെ സിസ്റ്റം സ്വീകരിക്കുന്ന (നൽകുന്ന) താപത്തിൻ്റെ മൂലകം പൂർണ്ണമായ വ്യത്യാസമല്ലെന്ന് നമുക്ക് ശ്രദ്ധിക്കാം. സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ അവസ്ഥ മാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയുടെ പ്രവർത്തനമാണ് താപം എന്നതാണ് ഇതിന് കാരണം.

സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് നൽകപ്പെടുന്ന താപത്തിൻ്റെ പ്രാഥമിക അളവും താപനില T-ൽ നിന്ന് T+dT-ലേക്കുള്ള മാറ്റവും ഇതിന് തുല്യമാണ്:

ഇവിടെ C എന്നത് ശരീരത്തിൻ്റെ താപ ശേഷിയാണ്. സംശയാസ്‌പദമായ ശരീരം ഏകതാനമാണെങ്കിൽ, താപത്തിൻ്റെ അളവിനായുള്ള ഫോർമുല (1) ഇതുപോലെ പ്രതിനിധീകരിക്കാം:

ശരീരത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക താപ ശേഷി എവിടെയാണ്, m - ശരീര ഭാരം, - മോളാർ താപ ശേഷി, – മോളാർ പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ പിണ്ഡം, പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ മോളുകളുടെ എണ്ണമാണ്.

ശരീരം ഏകതാനമാണെങ്കിൽ, താപ ശേഷി താപനിലയിൽ നിന്ന് സ്വതന്ത്രമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നുവെങ്കിൽ, താപനില ഒരു അളവിൽ വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ ശരീരത്തിന് ലഭിക്കുന്ന താപത്തിൻ്റെ അളവ് () ഇനിപ്പറയുന്നതായി കണക്കാക്കാം:

ഇവിടെ t 2, t 1 ശരീര താപനില ചൂടാക്കുന്നതിന് മുമ്പും ശേഷവും. കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ () വ്യത്യാസം കണ്ടെത്തുമ്പോൾ, ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലും കെൽവിനിലും താപനില മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാമെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക.

ഘട്ടം പരിവർത്തന സമയത്ത് താപത്തിൻ്റെ അളവ് ഫോർമുല

ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഒരു ഘട്ടത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്കുള്ള പരിവർത്തനം ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള താപത്തിൻ്റെ ആഗിരണം അല്ലെങ്കിൽ പ്രകാശനത്തോടൊപ്പമാണ്, ഇതിനെ ഘട്ടം പരിവർത്തനത്തിൻ്റെ താപം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

അതിനാൽ, ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ഒരു ഘടകം സംസ്ഥാനത്ത് നിന്ന് കൈമാറാൻ ഖരദ്രാവകത്തിലേക്ക് അവൻ തുല്യമായ ചൂട് () നൽകണം:

എവിടെ - ആപേക്ഷിക താപംഉരുകൽ, dm - ശരീര പിണ്ഡത്തിൻ്റെ മൂലകം. പ്രസ്തുത വസ്തുവിൻ്റെ ദ്രവണാങ്കത്തിന് തുല്യമായ താപനില ശരീരത്തിന് ഉണ്ടായിരിക്കണം എന്നത് കണക്കിലെടുക്കണം. ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ സമയത്ത്, ചൂട് (4) ന് തുല്യമായി പുറത്തുവരുന്നു.

ദ്രാവകത്തെ നീരാവി ആക്കി മാറ്റാൻ ആവശ്യമായ താപത്തിൻ്റെ അളവ് (ബാഷ്പീകരണത്തിൻ്റെ താപം) ഇങ്ങനെ കണ്ടെത്താം:

ഇവിടെ r എന്നത് ബാഷ്പീകരണത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക താപമാണ്. നീരാവി ഘനീഭവിക്കുമ്പോൾ, ചൂട് പുറത്തുവിടുന്നു. ബാഷ്പീകരണത്തിൻ്റെ താപം പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ തുല്യ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ ഘനീഭവിക്കുന്ന താപത്തിന് തുല്യമാണ്.

താപത്തിൻ്റെ അളവ് അളക്കുന്നതിനുള്ള യൂണിറ്റുകൾ

SI സിസ്റ്റത്തിലെ താപത്തിൻ്റെ അളവ് അളക്കുന്നതിനുള്ള അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റ് ഇതാണ്: [Q]=J

താപത്തിൻ്റെ ഒരു അധിക-സിസ്റ്റം യൂണിറ്റ്, ഇത് പലപ്പോഴും സാങ്കേതിക കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ കാണപ്പെടുന്നു. [Q]=കലോറി (കലോറി). 1 കലോറി=4.1868 ജെ.

പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിനുള്ള ഉദാഹരണങ്ങൾ

ഉദാഹരണം

വ്യായാമം ചെയ്യുക. t = 40C താപനിലയിൽ 200 ലിറ്റർ വെള്ളം ലഭിക്കുന്നതിന് എന്ത് അളവിലുള്ള വെള്ളം കലർത്തണം, ഒരു പിണ്ഡത്തിൻ്റെ താപനില t 1 = 10 C ആണെങ്കിൽ, രണ്ടാമത്തെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ താപനില t 2 = 60 C ആണ് ?

പരിഹാരം.നമുക്ക് സമവാക്യം എഴുതാം ചൂട് ബാലൻസ്ഇങ്ങനെ:

ഇവിടെ Q=cmt എന്നത് വെള്ളം കലക്കിയ ശേഷം തയ്യാറാക്കിയ താപത്തിൻ്റെ അളവാണ്; Q 1 = cm 1 t 1 - താപനില t 1 ഉം പിണ്ഡം m 1 ഉം ഉള്ള ജലത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗത്തിൻ്റെ താപത്തിൻ്റെ അളവ്; Q 2 = cm 2 t 2 - താപനില t 2 ഉം പിണ്ഡം m 2 ഉം ഉള്ള ജലത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗത്തിൻ്റെ താപത്തിൻ്റെ അളവ്.

സമവാക്യത്തിൽ നിന്ന് (1.1) ഇത് ഇപ്രകാരമാണ്:

തണുത്ത (V 1), ചൂടുള്ള (V 2) ജലത്തിൻ്റെ ഭാഗങ്ങൾ ഒരൊറ്റ വോള്യത്തിൽ (V) സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, നമുക്ക് ഇത് അനുമാനിക്കാം:

അതിനാൽ, നമുക്ക് സമവാക്യങ്ങളുടെ ഒരു സിസ്റ്റം ലഭിക്കും:

അത് പരിഹരിച്ച ശേഷം നമുക്ക് ലഭിക്കുന്നത്:

അറിയപ്പെടുന്നതുപോലെ, വ്യത്യസ്തമായി മെക്കാനിക്കൽ പ്രക്രിയകൾമെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജ മാറ്റങ്ങൾ ഡബ്ല്യുമെഹ് മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റത്തിൻ്റെ അളവുകോൽ സിസ്റ്റത്തിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ശക്തികളുടെ പ്രവർത്തനമാണ്:

\(~\Delta W_(meh) = A.\)

താപ വിനിമയ സമയത്ത്, ശരീരത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിൽ ഒരു മാറ്റം സംഭവിക്കുന്നു. താപ കൈമാറ്റ സമയത്ത് ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റത്തിൻ്റെ അളവ് താപത്തിൻ്റെ അളവാണ്.

താപത്തിൻ്റെ അളവ്താപ വിനിമയ പ്രക്രിയയിൽ ശരീരത്തിന് ലഭിക്കുന്ന (അല്ലെങ്കിൽ ഉപേക്ഷിക്കുന്ന) ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റത്തിൻ്റെ അളവാണ്.

അതിനാൽ, ജോലിയും താപത്തിൻ്റെ അളവും ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റത്തിൻ്റെ സവിശേഷതയാണ്, എന്നാൽ ഊർജ്ജത്തിന് സമാനമല്ല. അവ സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയെ തന്നെ ചിത്രീകരിക്കുന്നില്ല, പക്ഷേ അവസ്ഥ മാറുകയും പ്രക്രിയയുടെ സ്വഭാവത്തെ ഗണ്യമായി ആശ്രയിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ ഒരു തരത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് (ഒരു ശരീരത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക്) ഊർജ്ജ പരിവർത്തന പ്രക്രിയ നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

ജോലിയും താപത്തിൻ്റെ അളവും തമ്മിലുള്ള പ്രധാന വ്യത്യാസം, ഒരു സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ആന്തരിക energy ർജ്ജം മാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയെ സൃഷ്ടിയുടെ സവിശേഷതയാണ്, ഒപ്പം ഊർജ്ജം ഒരു തരത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് (മെക്കാനിക്കലിൽ നിന്ന് ആന്തരികത്തിലേക്ക്) പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു എന്നതാണ്. താപത്തിൻ്റെ അളവ് ഒരു ശരീരത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ആന്തരിക ഊർജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്ന പ്രക്രിയയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു (കൂടുതൽ ചൂടിൽ നിന്ന് കുറഞ്ഞ ചൂടിലേക്ക്), ഊർജ്ജ പരിവർത്തനങ്ങളോടൊപ്പം അല്ല.

ഒരു ശരീര പിണ്ഡം ചൂടാക്കാൻ ആവശ്യമായ താപത്തിൻ്റെ അളവ് അനുഭവം കാണിക്കുന്നു എംതാപനിലയിൽ ടി 1 മുതൽ താപനില വരെ ടി 2, ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു

\(~Q = cm (T_2 - T_1) = cm \Delta T, \qquad (1)\)

എവിടെ സി- വസ്തുവിൻ്റെ പ്രത്യേക താപ ശേഷി;

\(~c = \frac(Q)(m (T_2 - T_1)).\)

പ്രത്യേക താപ ശേഷിയുടെ SI യൂണിറ്റ് ഒരു കിലോഗ്രാമിന് ജൂൾ കെൽവിൻ (J/(kg K)) ആണ്.

ആപേക്ഷിക താപം സി 1 കി.ഗ്രാം ഭാരമുള്ള ശരീരത്തിന് 1 K ചൂടാക്കാൻ നൽകേണ്ട താപത്തിൻ്റെ അളവിന് സംഖ്യാപരമായി തുല്യമാണ്.

ചൂട് ശേഷിശരീരം സി T എന്നത് ശരീര താപനില 1 K കൊണ്ട് മാറ്റാൻ ആവശ്യമായ താപത്തിൻ്റെ അളവിന് സംഖ്യാപരമായി തുല്യമാണ്:

\(~C_T = \frac(Q)(T_2 - T_1) = cm.\)

ഒരു ശരീരത്തിൻ്റെ താപ ശേഷിയുടെ SI യൂണിറ്റ് ജൂൾ പെർ കെൽവിൻ (J/K) ആണ്.

സ്ഥിരമായ ഊഷ്മാവിൽ ഒരു ദ്രാവകത്തെ നീരാവിയാക്കി മാറ്റുന്നതിന്, ഒരു അളവ് ചൂട് ചെലവഴിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്

\(~Q = Lm, \qquad (2)\)

എവിടെ എൽ- ബാഷ്പീകരണത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക ചൂട്. നീരാവി ഘനീഭവിക്കുമ്പോൾ, അതേ അളവിൽ താപം പുറത്തുവരുന്നു.

ഭാരമുള്ള ഒരു സ്ഫടിക ശരീരം ഉരുകാൻ വേണ്ടി എംദ്രവണാങ്കത്തിൽ ശരീരം താപത്തിൻ്റെ അളവ് അറിയിക്കേണ്ടതുണ്ട്

\(~Q = \lambda m, \qquad (3)\)

എവിടെ λ - സംയോജനത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക ചൂട്. ഒരു ശരീരം ക്രിസ്റ്റലൈസ് ചെയ്യുമ്പോൾ, അതേ അളവിൽ താപം പുറത്തുവരുന്നു.

ഇന്ധനത്തിൻ്റെ പൂർണ്ണമായ ജ്വലന സമയത്ത് പുറത്തുവിടുന്ന താപത്തിൻ്റെ അളവ് എം,

\(~Q = qm, \qquad (4)\)

എവിടെ q- ജ്വലനത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക ചൂട്.

ബാഷ്പീകരണം, ഉരുകൽ, ജ്വലനം എന്നിവയുടെ പ്രത്യേക ഹീറ്റുകളുടെ SI യൂണിറ്റ് ഒരു കിലോഗ്രാമിന് ജൂൾ ആണ് (J/kg).

സാഹിത്യം

അക്സെനോവിച്ച് L. A. ഫിസിക്സ് ഇൻ ഹൈസ്കൂൾ: സിദ്ധാന്തം. ചുമതലകൾ. ടെസ്റ്റുകൾ: പാഠപുസ്തകം. പൊതു വിദ്യാഭ്യാസം നൽകുന്ന സ്ഥാപനങ്ങൾക്കുള്ള അലവൻസ്. പരിസ്ഥിതി, വിദ്യാഭ്യാസം / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; എഡ്. കെ എസ് ഫാരിനോ. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - P. 154-155.

ഞങ്ങളുടെ ലേഖനത്തിൻ്റെ ശ്രദ്ധ താപത്തിൻ്റെ അളവാണ്. ഈ അളവ് മാറുമ്പോൾ രൂപാന്തരപ്പെടുന്ന ആന്തരിക ഊർജ്ജം എന്ന ആശയം ഞങ്ങൾ പരിഗണിക്കും. മനുഷ്യ പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ കണക്കുകൂട്ടലുകളുടെ ഉപയോഗത്തിൻ്റെ ചില ഉദാഹരണങ്ങളും ഞങ്ങൾ കാണിക്കും.

ചൂട്

ഓരോ വ്യക്തിക്കും അവരുടെ മാതൃഭാഷയിലെ ഏത് പദവുമായും അവരുടേതായ ബന്ധങ്ങളുണ്ട്. അവർ നിശ്ചയിച്ചിരിക്കുന്നു വ്യക്തിപരമായ അനുഭവംയുക്തിരഹിതമായ വികാരങ്ങളും. "ഊഷ്മളത" എന്ന വാക്ക് കേൾക്കുമ്പോൾ നിങ്ങൾ സാധാരണയായി എന്താണ് ചിന്തിക്കുന്നത്? മൃദുവായ പുതപ്പ്, ശൈത്യകാലത്ത് സെൻട്രൽ തപീകരണ റേഡിയേറ്റർ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ആദ്യം സൂര്യപ്രകാശംവസന്തം, പൂച്ച അല്ലെങ്കിൽ അമ്മയുടെ നോട്ടം, സുഹൃത്തിൻ്റെ ആശ്വാസ വാക്ക്, സമയോചിതമായ ശ്രദ്ധ.

ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ അർത്ഥമാക്കുന്നത് വളരെ നിർദ്ദിഷ്ട പദമാണ്. വളരെ പ്രധാനമാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് ഈ സങ്കീർണ്ണവും എന്നാൽ ആകർഷകവുമായ ശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ ചില വിഭാഗങ്ങളിൽ.

തെർമോഡൈനാമിക്സ്

ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ലളിതമായ പ്രക്രിയകളിൽ നിന്ന് ഒറ്റപ്പെട്ട താപത്തിൻ്റെ അളവ് പരിഗണിക്കുന്നത് വിലമതിക്കുന്നില്ല - ഒന്നും വ്യക്തമാകില്ല. അതിനാൽ, ആദ്യം നമുക്ക് അവരെക്കുറിച്ച് നമ്മുടെ വായനക്കാരെ ഓർമ്മിപ്പിക്കാം.

തെർമോഡൈനാമിക്സ് ഏതൊരു വസ്തുവിനെയോ വസ്തുവിനെയോ വളരെ ആയി കണക്കാക്കുന്നു വലിയ അളവ്പ്രാഥമിക ഭാഗങ്ങൾ - ആറ്റങ്ങൾ, അയോണുകൾ, തന്മാത്രകൾ. മാക്രോപാരാമീറ്ററുകൾ മാറുമ്പോൾ സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള കൂട്ടായ അവസ്ഥയിലും മൊത്തത്തിലുള്ള ഒരു ഭാഗമായും ഉണ്ടാകുന്ന ഏത് മാറ്റത്തെയും അതിൻ്റെ സമവാക്യങ്ങൾ വിവരിക്കുന്നു. രണ്ടാമത്തേത് താപനില (T എന്ന് സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു), മർദ്ദം (P), ഘടകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത (സാധാരണയായി C) എന്നിവയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

ആന്തരിക ഊർജ്ജം

ആന്തരിക ഊർജ്ജം തികച്ചും സങ്കീർണ്ണമായ ഒരു പദമാണ്, അതിൻ്റെ അർത്ഥം താപത്തിൻ്റെ അളവിനെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് മനസ്സിലാക്കേണ്ടതാണ്. ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ മാക്രോപാരാമീറ്ററുകളുടെ മൂല്യം കൂടുകയോ കുറയുകയോ ചെയ്യുമ്പോൾ മാറുന്ന ഊർജ്ജത്തെ ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു കൂടാതെ റഫറൻസ് സിസ്റ്റത്തെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല. ഇത് മൊത്തം ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഭാഗമാണ്. പഠനത്തിനു കീഴിലുള്ള വസ്തുവിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ കേന്ദ്രം വിശ്രമത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ (അതായത്, ചലനാത്മക ഘടകമില്ല) അവസ്ഥയിൽ ഇത് പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.

ഒരു വസ്തു (ഒരു സൈക്കിൾ എന്ന് പറയുക) ചൂടാകുകയോ തണുപ്പിക്കുകയോ ചെയ്തതായി ഒരു വ്യക്തിക്ക് തോന്നുമ്പോൾ, ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ആ സംവിധാനത്തെ നിർമ്മിക്കുന്ന എല്ലാ തന്മാത്രകളും ആറ്റങ്ങളും ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിൽ മാറ്റം വരുത്തിയിട്ടുണ്ട് എന്നാണ്. എന്നിരുന്നാലും, സ്ഥിരമായ താപനില ഈ സൂചകത്തിൻ്റെ സംരക്ഷണത്തെ അർത്ഥമാക്കുന്നില്ല.

ജോലിയും ചൂടും

ഏതൊരു തെർമോഡൈനാമിക് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെയും ആന്തരിക ഊർജ്ജം രണ്ട് തരത്തിൽ രൂപാന്തരപ്പെടുത്താം:

• അതിൽ ജോലി ചെയ്തുകൊണ്ട്;
• പരിസ്ഥിതിയുമായുള്ള താപ വിനിമയ സമയത്ത്.

ഈ പ്രക്രിയയുടെ ഫോർമുല ഇതുപോലെ കാണപ്പെടുന്നു:

dU=Q-A, ഇവിടെ U എന്നത് ആന്തരിക ഊർജ്ജമാണ്, Q എന്നത് താപമാണ്, A എന്നത് ജോലിയാണ്.

പ്രയോഗത്തിൻ്റെ ലാളിത്യത്തിൽ വായനക്കാരൻ വഞ്ചിതരാകാതിരിക്കട്ടെ. പുനഃക്രമീകരണം കാണിക്കുന്നത് Q=dU+A, എന്നിരുന്നാലും, എൻട്രോപ്പിയുടെ (S) ആമുഖം ഫോർമുലയെ dQ=dSxT എന്ന രൂപത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നു.

ഈ സാഹചര്യത്തിൽ സമവാക്യം ഒരു ഡിഫറൻഷ്യൽ ഒന്നിൻ്റെ രൂപമെടുക്കുന്നതിനാൽ, ആദ്യ പദപ്രയോഗത്തിന് അത് ആവശ്യമാണ്. അടുത്തതായി, പഠനത്തിൻ കീഴിലുള്ള വസ്തുവിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ശക്തികളെയും കണക്കാക്കുന്ന പാരാമീറ്ററിനെയും ആശ്രയിച്ച്, ആവശ്യമായ അനുപാതം ഉരുത്തിരിഞ്ഞു.

ഒരു തെർമോഡൈനാമിക് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ഉദാഹരണമായി നമുക്ക് ഒരു ലോഹ പന്ത് എടുക്കാം. നിങ്ങൾ അതിൽ അമർത്തി, മുകളിലേക്ക് എറിയുക, ആഴത്തിലുള്ള കിണറ്റിലേക്ക് ഇടുക, അതിനർത്ഥം അതിൽ പ്രവർത്തിക്കുക എന്നാണ്. ബാഹ്യമായി, ഈ നിരുപദ്രവകരമായ പ്രവർത്തനങ്ങളെല്ലാം പന്തിന് ഒരു ദോഷവും വരുത്തുകയില്ല, പക്ഷേ അതിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം വളരെ ചെറുതായി മാറും.

രണ്ടാമത്തെ രീതി ചൂട് കൈമാറ്റമാണ്. ഇപ്പോൾ നമ്മൾ ഈ ലേഖനത്തിൻ്റെ പ്രധാന ലക്ഷ്യത്തിലേക്ക് വരുന്നു: താപത്തിൻ്റെ അളവ് എന്താണെന്നതിൻ്റെ ഒരു വിവരണം. താപ വിനിമയ സമയത്ത് സംഭവിക്കുന്ന ഒരു തെർമോഡൈനാമിക് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റമാണിത് (മുകളിലുള്ള ഫോർമുല കാണുക). ഇത് ജൂളുകളിലോ കലോറികളിലോ അളക്കുന്നു. വ്യക്തമായും, പന്ത് ഒരു ലൈറ്ററിന് മുകളിലൂടെയോ വെയിലിലോ അല്ലെങ്കിൽ ലളിതമായി ഉള്ളിലോ പിടിക്കുകയാണെങ്കിൽ ചൂടുള്ള കൈ, അപ്പോൾ അത് ചൂടാകും. എന്നിട്ട് അവനുമായി ആശയവിനിമയം നടത്തിയ താപത്തിൻ്റെ അളവ് കണ്ടെത്താൻ നിങ്ങൾക്ക് താപനിലയിലെ മാറ്റം ഉപയോഗിക്കാം.

ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും മികച്ച ഉദാഹരണം എന്തുകൊണ്ടാണ് വാതകം, എന്തുകൊണ്ടാണ് സ്കൂൾ കുട്ടികൾക്ക് ഭൗതികശാസ്ത്രം ഇഷ്ടപ്പെടാത്തത്

ഒരു മെറ്റൽ ബോളിൻ്റെ തെർമോഡൈനാമിക് പാരാമീറ്ററുകളിലെ മാറ്റങ്ങൾ ഞങ്ങൾ മുകളിൽ വിവരിച്ചു. അവർ ഇല്ലാതെയാണ് പ്രത്യേക ഉപകരണങ്ങൾഅവ വളരെ ശ്രദ്ധേയമല്ല, കൂടാതെ ഒബ്ജക്റ്റിനൊപ്പം സംഭവിക്കുന്ന പ്രക്രിയകളെക്കുറിച്ചുള്ള വാക്ക് മാത്രമേ വായനക്കാരന് എടുക്കാൻ കഴിയൂ. സിസ്റ്റം ഗ്യാസ് ആണെങ്കിൽ മറ്റൊരു കാര്യം. അതിൽ അമർത്തുക - അത് ദൃശ്യമാകും, ചൂടാക്കുക - മർദ്ദം ഉയരും, ഭൂമിക്കടിയിൽ താഴ്ത്തുക - അത് എളുപ്പത്തിൽ രേഖപ്പെടുത്താം. അതിനാൽ, പാഠപുസ്തകങ്ങളിൽ, ഗ്യാസ് മിക്കപ്പോഴും ഒരു വിഷ്വൽ തെർമോഡൈനാമിക് സിസ്റ്റമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പക്ഷേ, അയ്യോ, അകത്ത് ആധുനിക വിദ്യാഭ്യാസംയഥാർത്ഥ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ ചെലുത്തുന്നില്ല. എഴുതുന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ടൂൾകിറ്റ്, അവൻ എന്താണ് സംസാരിക്കുന്നതെന്ന് നന്നായി മനസ്സിലാക്കുന്നു ഞങ്ങൾ സംസാരിക്കുന്നത്. വാതക തന്മാത്രകളുടെ ഉദാഹരണം ഉപയോഗിച്ച്, എല്ലാ തെർമോഡൈനാമിക് പാരാമീറ്ററുകളും ശരിയായി പ്രദർശിപ്പിക്കുമെന്ന് അദ്ദേഹത്തിന് തോന്നുന്നു. എന്നാൽ ഈ ലോകം കണ്ടുപിടിക്കുന്ന ഒരു വിദ്യാർത്ഥിക്ക് സൈദ്ധാന്തിക പിസ്റ്റണുള്ള ഒരു ഐഡിയൽ ഫ്ലാസ്കിനെക്കുറിച്ച് കേട്ട് ബോറടിക്കുന്നു. സ്കൂളിൽ യഥാർത്ഥ ഗവേഷണ ലബോറട്ടറികൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ അവയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ മണിക്കൂറുകൾ അനുവദിച്ചാൽ, കാര്യങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. ഇതുവരെ, നിർഭാഗ്യവശാൽ, പരീക്ഷണങ്ങൾ കടലാസിൽ മാത്രമാണ്. കൂടാതെ, മിക്കവാറും, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഈ ശാഖ ജീവിതത്തിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയുള്ളതും അനാവശ്യവുമായ ഒന്നായി ആളുകൾ കണക്കാക്കുന്നതിൻ്റെ കാരണം ഇതാണ്.

അതിനാൽ, മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച സൈക്കിൾ ഒരു ഉദാഹരണമായി ഉപയോഗിക്കാൻ ഞങ്ങൾ തീരുമാനിച്ചു. ഒരു വ്യക്തി പെഡലുകളിൽ അമർത്തി അവയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. മുഴുവൻ മെക്കാനിസത്തിനും ടോർക്ക് നൽകുന്നതിനു പുറമേ (സൈക്കിൾ ബഹിരാകാശത്ത് നീങ്ങുന്നതിന് നന്ദി), ലിവറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്ന വസ്തുക്കളുടെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം മാറുന്നു. സൈക്ലിസ്റ്റ് തിരിയാൻ ഹാൻഡിലുകൾ അമർത്തി വീണ്ടും ജോലി ചെയ്യുന്നു.

ആന്തരിക ഊർജ്ജം പുറം ആവരണം(പ്ലാസ്റ്റിക് അല്ലെങ്കിൽ ലോഹം) വർദ്ധിക്കുന്നു. ഒരു വ്യക്തി ശോഭയുള്ള സൂര്യനു കീഴിലുള്ള ഒരു ക്ലിയറിംഗിലേക്ക് കയറുന്നു - സൈക്കിൾ ചൂടാകുന്നു, അതിൻ്റെ താപത്തിൻ്റെ അളവ് മാറുന്നു. ഒരു പഴയ ഓക്ക് മരത്തിൻ്റെ തണലിൽ വിശ്രമിക്കാൻ നിർത്തുകയും സിസ്റ്റം തണുപ്പിക്കുകയും കലോറിയോ ജൂളുകളോ നഷ്ടപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു - ഊർജ്ജ കൈമാറ്റം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ സന്ദർഭങ്ങളിലെല്ലാം താപത്തിൻ്റെ അളവ് കണക്കാക്കുന്നത് വളരെ ചെറിയ, അദൃശ്യമായ മൂല്യം കാണിക്കും. അതിനാൽ, തെർമോഡൈനാമിക് ഫിസിക്സിൻ്റെ പ്രകടനങ്ങൾ ഉള്ളതായി തോന്നുന്നു യഥാർത്ഥ ജീവിതംഇല്ല.

താപത്തിൻ്റെ അളവിൽ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുന്നതിനുള്ള കണക്കുകൂട്ടലുകളുടെ പ്രയോഗം

ഇതെല്ലാം വളരെ വിദ്യാഭ്യാസപരമാണെന്ന് വായനക്കാരൻ പറയും, പക്ഷേ എന്തുകൊണ്ടാണ് ഈ സൂത്രവാക്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഞങ്ങൾ സ്കൂളിൽ ഇത്രയധികം പീഡിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്? മനുഷ്യ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ഏതെല്ലാം മേഖലകളിൽ അവർക്ക് നേരിട്ട് ആവശ്യമുണ്ട്, ഇത് അവരുടെ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ ആരെയും എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നുവെന്നും ഇപ്പോൾ ഞങ്ങൾ ഉദാഹരണങ്ങൾ നൽകും.

ആദ്യം, നിങ്ങളുടെ ചുറ്റും നോക്കി എണ്ണുക: എത്ര ലോഹ വസ്തുക്കൾ നിങ്ങളെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയാണ്? ഒരുപക്ഷേ പത്തിൽ കൂടുതൽ. എന്നാൽ ഒരു പേപ്പർ ക്ലിപ്പ്, ഒരു വണ്ടി, ഒരു മോതിരം അല്ലെങ്കിൽ ഫ്ലാഷ് ഡ്രൈവ് ആകുന്നതിന് മുമ്പ്, ഏത് ലോഹവും ഉരുകിപ്പോകും. ഇരുമ്പയിര് പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്ന ഓരോ പ്ലാൻ്റും ചെലവ് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് എത്ര ഇന്ധനം ആവശ്യമാണെന്ന് മനസ്സിലാക്കണം. ഇത് കണക്കാക്കുമ്പോൾ, ലോഹം അടങ്ങിയ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ താപ ശേഷിയും എല്ലാം സംഭവിക്കുന്നതിന് അതിലേക്ക് നൽകേണ്ട താപത്തിൻ്റെ അളവും അറിയേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. സാങ്കേതിക പ്രക്രിയകൾ. ഒരു യൂണിറ്റ് ഇന്ധനം പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം ജൂളുകളിലോ കലോറികളിലോ കണക്കാക്കുന്നതിനാൽ, ഫോർമുലകൾ നേരിട്ട് ആവശ്യമാണ്.

അല്ലെങ്കിൽ മറ്റൊരു ഉദാഹരണം: മിക്ക സൂപ്പർമാർക്കറ്റുകളിലും ഫ്രോസൺ സാധനങ്ങളുള്ള ഒരു വകുപ്പുണ്ട് - മത്സ്യം, മാംസം, പഴം. മൃഗങ്ങളുടെ മാംസത്തിൽ നിന്നോ സമുദ്രവിഭവങ്ങളിൽ നിന്നോ ഉള്ള അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ സെമി-ഫിനിഷ്ഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളായി മാറുന്നിടത്ത്, ഒരു ടൺ അല്ലെങ്കിൽ യൂണിറ്റ് ഫിനിഷ്ഡ് ഉൽപ്പന്നത്തിന് എത്ര വൈദ്യുതി റഫ്രിജറേഷനും ഫ്രീസിംഗ് യൂണിറ്റും ഉപയോഗിക്കുമെന്ന് അവർ അറിഞ്ഞിരിക്കണം. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ഒരു ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ ഒരു കിലോഗ്രാം സ്ട്രോബെറി അല്ലെങ്കിൽ സ്ക്വിഡ് എത്ര ചൂട് നഷ്ടപ്പെടുമെന്ന് നിങ്ങൾ കണക്കാക്കേണ്ടതുണ്ട്. അവസാനം, ഒരു നിശ്ചിത വൈദ്യുതിയുടെ ഫ്രീസർ എത്ര വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കുമെന്ന് ഇത് കാണിക്കും.

വിമാനങ്ങൾ, കപ്പലുകൾ, ട്രെയിനുകൾ

താരതമ്യേന ചലനരഹിതവും നിശ്ചലവുമായ വസ്തുക്കളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ ഞങ്ങൾ മുകളിൽ കാണിച്ചു, അവയിൽ നിന്ന് ഒരു നിശ്ചിത അളവ് താപം പകരുന്നു അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ നിന്ന്, ഒരു നിശ്ചിത അളവ് താപം എടുത്തുകളയുന്നു. ഓപ്പറേഷൻ സമയത്ത് താപനില നിരന്തരം മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന സാഹചര്യങ്ങളിൽ ചലിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾക്ക്, മറ്റൊരു കാരണത്താൽ താപത്തിൻ്റെ അളവിൻ്റെ കണക്കുകൂട്ടൽ പ്രധാനമാണ്.

"മെറ്റൽ ക്ഷീണം" എന്നൊരു സംഗതിയുണ്ട്. അതിൽ പരമാവധി ഉൾപ്പെടുന്നു അനുവദനീയമായ ലോഡ്സ്താപനില മാറ്റത്തിൻ്റെ ഒരു നിശ്ചിത നിരക്കിൽ. ഈർപ്പമുള്ള ഉഷ്ണമേഖലാ പ്രദേശങ്ങളിൽ നിന്ന് തണുത്തുറഞ്ഞ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് ഒരു വിമാനം പറന്നുയരുന്നതായി സങ്കൽപ്പിക്കുക. ഊഷ്മാവ് മാറുമ്പോൾ ലോഹത്തിൽ ഉണ്ടാകുന്ന വിള്ളലുകൾ കാരണം ഇത് പൊളിഞ്ഞുവീഴാതിരിക്കാൻ എഞ്ചിനീയർമാർ കഠിനാധ്വാനം ചെയ്യണം. യഥാർത്ഥ ലോഡുകളെ ചെറുക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു അലോയ് കോമ്പോസിഷനാണ് അവർ തിരയുന്നത്, സുരക്ഷയുടെ വലിയൊരു മാർജിൻ ഉണ്ട്. അന്ധമായി തിരയാതിരിക്കാൻ, ആവശ്യമുള്ള കോമ്പോസിഷനിൽ ആകസ്മികമായി ഇടറിപ്പോകുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിച്ച്, താപത്തിൻ്റെ അളവിൽ മാറ്റങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നവ ഉൾപ്പെടെ നിങ്ങൾ ധാരാളം കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തേണ്ടതുണ്ട്.