, ग्रेड 10
विषय: " तापमान और थर्मल संतुलन »

थर्मल घटनाएं

आप किस प्रकार के ताप हस्तांतरण को जानते हैं?

संवहन;

ऊष्मीय चालकता;

विकिरण।

तापीय चालकता क्या है?

उत्तर: कणों की परस्पर क्रिया के दौरान ऊष्मा का स्थानांतरण।

किस पदार्थ में सबसे अधिक और सबसे कम तापीय चालकता होती है?

उत्तर: सबसे बड़ा - धातुओं के लिए, सबसे छोटा - गैसों के लिए।

संवहन की घटना क्या है?

उत्तर: तरल या गैस प्रवाह द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण।

संवहन क्या बताता है?

उत्तर गर्म गैस और तरल के प्रवाह की गति को आर्किमिडीयन बल द्वारा समझाया गया है।

आप किस प्रकार के संवहन को जानते हैं?

उत्तर: प्राकृतिक और मजबूर।

ऊष्मा हस्तांतरण के दौरान शरीर जो ऊर्जा प्राप्त करता है या खो देता है उसे क्या कहते हैं?...

गर्मी की मात्रा।

1. किसी पदार्थ की दूरस्थ ताप क्षमता क्या होती है?

- एक मान दिखाता है कि 1 किलो वजन वाले पदार्थ के तापमान को 1 0C से बदलने के लिए कितनी गर्मी की आवश्यकता होती है।

2. विभिन्न पदार्थों की विशिष्ट ऊष्मा धारिता होती है...

3. एकत्रीकरण के विभिन्न राज्यों (बर्फ, पानी, भाप) में पदार्थों के लिए, विशिष्ट ताप क्षमता ...

काम। 100 0C द्वारा इसके तापमान को बदलने के लिए 2 किलो के द्रव्यमान वाले तांबे के हिस्से को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा की गणना करें।

आप प्रेजेंटेशन को टेक्स्ट डाउनलोड प्रेजेंटेशन पर क्लिक करके और माइक्रोसॉफ्ट पावरप्वाइंट को इंस्टॉल करके डाउनलोड कर सकते हैं।

शिक्षक मिरोशनिचेंको द्वारा भेजा गया।

पिछले पैराग्राफ में, हमने पाया कि जब एक धातु की सुई को एक गिलास गर्म पानी में उतारा जाता है, तो बहुत जल्द ही स्पोक का सिरा भी गर्म हो जाता है। नतीजतन, आंतरिक ऊर्जा, किसी भी प्रकार की ऊर्जा की तरह, एक शरीर से दूसरे शरीर में स्थानांतरित की जा सकती है। आंतरिक ऊर्जा को शरीर के एक अंग से दूसरे अंग में भी स्थानांतरित किया जा सकता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि एक कील का एक सिरा लौ में गरम किया जाता है, तो उसका दूसरा सिरा, जो हाथ में है, धीरे-धीरे गर्म होकर हाथ को जला देगा।

शरीर के एक भाग से दूसरे भाग में या एक शरीर से दूसरे शरीर में आंतरिक ऊर्जा के सीधे संपर्क में आने की घटना को ऊष्मा चालन कहा जाता है।

आइए ठोसों, द्रवों और गैसों के साथ प्रयोगों की एक श्रृंखला करके इस परिघटना का अध्ययन करें।

लकड़ी की छड़ी के सिरे को आग में डालते हैं। यह प्रज्वलित होगा। छड़ी का दूसरा सिरा, जो बाहर है, ठंडा होगा। तो पेड़ है खराब तापीय चालकता.

हम एक पतली कांच की छड़ के सिरे को स्पिरिट लैंप की लौ के पास लाते हैं। थोड़ी देर बाद यह गर्म हो जाएगा, जबकि दूसरा सिरा ठंडा रहेगा। नतीजतन, कांच में भी खराब तापीय चालकता होती है।

यदि हम किसी धातु की छड़ के सिरे को ज्वाला में गर्म करें, तो शीघ्र ही पूरी छड़ बहुत गर्म हो जाएगी। अब हम इसे अपने हाथ में नहीं ले सकते।

इसका मतलब यह है कि धातुएं अच्छी तरह से गर्मी का संचालन करती हैं, यानी उनके पास है महान तापीय चालकता. चांदी और तांबे में उच्चतम तापीय चालकता होती है।

निम्नलिखित प्रयोग में किसी ठोस वस्तु के एक भाग से दूसरे भाग में ऊष्मा के स्थानांतरण पर विचार करें।

हम एक तिपाई में तांबे के मोटे तार के एक छोर को ठीक करते हैं। मोम के साथ तार में कुछ कार्नेशन्स संलग्न करें। जब तार के मुक्त सिरे को ऐल्कोहॉल लैम्प की ज्वाला में गर्म किया जाता है तो मोम पिघल जाएगा। कार्नेशन्स धीरे-धीरे गिरने लगेंगे (चित्र 5)। सबसे पहले, जो लौ के करीब हैं वे गायब हो जाएंगे, फिर बाकी सभी बारी-बारी से।

चावल। 5. ठोस पिंड के एक भाग से दूसरे भाग में ऊष्मा का स्थानांतरण

आइए जानें कि तार में ऊर्जा का स्थानांतरण कैसे होता है। धातु के कणों की दोलन गति की गति तार के उस भाग में बढ़ जाती है जो ज्वाला के निकट होता है। चूंकि कण लगातार एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, पड़ोसी कणों की गति की गति बढ़ जाती है। तार के अगले टुकड़े का तापमान बढ़ना शुरू हो जाता है, और इसी तरह।

यह याद रखना चाहिए कि ऊष्मा चालन के दौरान शरीर के एक छोर से दूसरे छोर तक पदार्थ का स्थानांतरण नहीं होता है।

अब तरल पदार्थों की तापीय चालकता पर विचार करें। पानी के साथ एक परखनली लें और उसके ऊपरी हिस्से को गर्म करना शुरू करें। सतह पर पानी जल्द ही उबल जाएगा, और परखनली के तल पर, इस समय के दौरान, यह केवल गर्म होगा (चित्र 6)। इसका मतलब है कि पारा और पिघली हुई धातुओं के अपवाद के साथ तरल पदार्थों में कम तापीय चालकता होती है।

चावल। 6. तरल की तापीय चालकता

यह इस तथ्य के कारण है कि तरल पदार्थों में अणु ठोस पदार्थों की तुलना में एक दूसरे से अधिक दूरी पर स्थित होते हैं।

हम गैसों की तापीय चालकता की जांच करते हैं। हम एक सूखी परखनली को एक उंगली पर रखते हैं और इसे शराब के दीपक की लौ में नीचे से ऊपर की ओर गर्म करते हैं (चित्र 7)। उंगली लंबे समय तक गर्म महसूस नहीं करेगी।

चावल। 7. गैस तापीय चालकता

यह इस तथ्य के कारण है कि गैस के अणुओं के बीच की दूरी तरल और ठोस से भी अधिक है। इसलिए, गैसों की तापीय चालकता और भी कम है।

इसलिए, विभिन्न पदार्थों की तापीय चालकता भिन्न होती है.

चित्र 8 में दिखाए गए अनुभव से पता चलता है कि विभिन्न धातुओं की तापीय चालकता समान नहीं होती है।

चावल। 8. विभिन्न धातुओं की तापीय चालकता

ऊन, बाल, पक्षी के पंख, कागज, कॉर्क और अन्य झरझरा शरीर में खराब तापीय चालकता होती है। यह इस तथ्य के कारण है कि इन पदार्थों के तंतुओं के बीच हवा निहित है। वैक्यूम (हवा से मुक्त स्थान) में सबसे कम तापीय चालकता होती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि तापीय चालकता शरीर के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में ऊर्जा का स्थानांतरण है, जो अणुओं या अन्य कणों के संपर्क के दौरान होता है। ऐसे स्थान में जहां कोई कण नहीं हैं, ऊष्मा का चालन नहीं हो सकता।

यदि शरीर को ठंडा या गर्म होने से बचाने की आवश्यकता है, तो कम तापीय चालकता वाले पदार्थों का उपयोग किया जाता है। तो, बर्तन के लिए, पैन, हैंडल प्लास्टिक से बने होते हैं। घरों को लॉग या ईंटों से बनाया जाता है, जिनमें खराब तापीय चालकता होती है, जिसका अर्थ है कि वे परिसर को ठंडा होने से बचाते हैं।

प्रशन

1. धातु के तार के माध्यम से ऊर्जा का स्थानांतरण कैसे होता है?
2. अनुभव की व्याख्या करें (चित्र 8 देखें) यह दिखाते हुए कि तांबे की तापीय चालकता स्टील की तापीय चालकता से अधिक है।
3. किस पदार्थ में सबसे अधिक और सबसे कम तापीय चालकता होती है? इनका उपयोग कहाँ किया जाता है?
4. जानवरों और पक्षियों के शरीर पर फर, नीचे, पंख, साथ ही मानव कपड़े ठंड से क्यों बचाते हैं?

व्यायाम 3

1. गहरी ढीली बर्फ सर्दियों की फसलों को जमने से क्यों बचाती है?
2. यह अनुमान लगाया गया है कि पाइन बोर्डों की तापीय चालकता पाइन चूरा की तुलना में 3.7 गुना अधिक है। इस तरह के अंतर की व्याख्या कैसे करें?
3. बर्फ की मोटी परत के नीचे पानी क्यों नहीं जमता?
4. अभिव्यक्ति "फर कोट गर्म" गलत क्यों है?

व्यायाम

एक कप गर्म पानी लें और एक ही समय में एक धातु और लकड़ी के चम्मच को पानी में डुबोएं। कौन सा चम्मच तेजी से गर्म होगा? पानी और चम्मच के बीच गर्मी का आदान-प्रदान कैसे होता है? पानी और चम्मच की आंतरिक ऊर्जा कैसे बदलती है?

आंतरिक ऊर्जा, किसी अन्य प्रकार की ऊर्जा की तरह, एक शरीर से दूसरे शरीर में स्थानांतरित की जा सकती है। हम पहले से ही इस तरह के हस्तांतरण के उदाहरणों में से एक माना जाता है- गर्म पानी से ठंडे चम्मच में ऊर्जा का स्थानांतरण। इस प्रकार के ऊष्मा अंतरण को चालन कहते हैं।

निम्नलिखित प्रयोग में तापीय चालकता देखी जा सकती है। वे एक तिपाई में एक मोटे तांबे के तार के एक छोर को ठीक करते हैं, और मोम के साथ तार से कई कार्नेशन्स जुड़े होते हैं (चित्र। 183)। पर शराब के दीपक मोम की लौ में तार के मुक्त सिरे को गर्म करनापिघल जाता है, और स्टड धीरे-धीरे तार से गिर जाते हैं। सबसे पहले, जो लौ के करीब हैं वे गायब हो जाएंगे, फिर बाकी सभी बारी-बारी से।

तार के माध्यम से ऊर्जा का स्थानांतरण कैसे होता है?

सबसे पहले, गर्म ज्वाला तार के एक छोर पर धातु के कणों की दोलन गति में वृद्धि का कारण बनती है और इसका तापमान बढ़ जाता है। फिर गति में यह वृद्धि पड़ोसी कणों में स्थानांतरित हो जाती है, और उनके दोलनों की गति भी बढ़ जाती है, अर्थात। तार के अगले भाग का तापमान बढ़ जाता है. फिर अगले कणों के दोलन की गति बढ़ जाती है, और इसी तरह। यह ध्यान रखना बहुत महत्वपूर्ण है कि ऊष्मा चालन के दौरान, पदार्थ स्वयं शरीर के एक छोर से दूसरे छोर तक नहीं जाता है।

विभिन्न पदार्थों में अलग-अलग तापीय चालकता होती है। इसे एक प्रयोग में देखा जा सकता है जिसमें विभिन्न धातुओं की छड़ों के माध्यम से ऊर्जा स्थानांतरित की जाती है (चित्र 184)। और जीवन के अनुभव से हम जानते हैं कि कुछ पदार्थों में दूसरों की तुलना में अधिक तापीय चालकता होती है।उदाहरण के लिए, लोहे की कील को हाथ में पकड़कर ज्यादा देर तक गर्म नहीं किया जा सकता, लेकिन जलती हुई माचिस को तब तक रखा जा सकता है जब तक कि आग हाथ में न लग जाए।

धातुओं में उच्च तापीय चालकता होती है, विशेष रूप से चांदी और तांबे में।

तरल पदार्थों में, पारा जैसी पिघली हुई धातुओं के अपवाद के साथ, तापीय चालकता कम होती है। गैसों में कम तापीय चालकता होती है। आख़िरकार उनके अणु दूर हैंऔर गति का एक अणु से दूसरे अणु में स्थानांतरण कठिन होता है।

ऊन, नीचे, फर और अन्य झरझरा निकायों में उनके तंतुओं के बीच हवा होती है और इसलिए खराब तापीय चालकता होती है। इसलिए ऊन फर, फुलाना जानवरों को ठंडक से बचाता है. जानवरों को ठंडक और वसा की परत से बचाता है, जो जलपक्षी, व्हेल, वालरस, सील में पाया जाता है।

वैक्यूम, एक अत्यधिक दुर्लभ गैस, में सबसे कम तापीय चालकता होती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि तापीय चालकता, अर्थात ऊर्जा का स्थानांतरण शरीर के एक भाग से दूसरे भाग मेंअणुओं या अन्य कणों को ले जाने के लिए - इसलिए, जहां कोई कण नहीं हैं, गर्मी चालन नहीं हो सकता।

कम तापीय चालकता वाले पदार्थों का उपयोग किया जाता है जहाँ ऊर्जा संरक्षण के लिए आवश्यक होता है। उदाहरण के लिए, ईंट की दीवारें कमरे में आंतरिक ऊर्जा को बनाए रखने में मदद करती हैं। कर सकना शरीर को गर्म होने से बचाने के लिए, उदाहरण के लिए, तहखाने में बर्फ को संरक्षित रखा जाता है,तहखाने को पुआल, चूरा और मिट्टी से ढंकना, जिसमें खराब तापीय चालकता होती है।

प्रशन। 1.किसी ठोस पिंड द्वारा आंतरिक ऊर्जा के स्थानांतरण को देखने के लिए किस प्रयोग का उपयोग किया जा सकता है? 2. धातु के तार से ऊर्जा का स्थानांतरण किस प्रकार होता है? 3. किन पदार्थों में उच्चतम और निम्न तापीय चालकता होती है? इनका उपयोग कहाँ किया जाता है?

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