வெப்ப அளவீட்டியல்

வெப்ப அளவீட்டியல்:

வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பு ஒன்றினை வெப்பப்படுத்தும்போது, அவ்வமைப்பிலிருந்து வெளிப்படும் வெப்பத்தை அல்லது அவ்வமைப்பினால் உட்கவரப்படும் வெப்பத்தை அளக்கும் ஒரு செயலே வெப்ப அளவீட்டியல் என அழைக்கப்படும். உயர் வெப்ப நிலையிலுள்ள பொருளொன்றை குறைந்த வெப்பநிலையிலுள்ள பொருளொன்றுடன் சேர்த்துவைக்கும்போது, உயர் வெப்பநிலையிலுள்ள பொருள் இழந்த வெப்பம், குறைந்த வெப்பநிலையிலுள்ள பொருள் ஏற்றுக்கொண்ட வெப்பத்திற்கு சமமாகும் சூழலுக்கும் எவ்விதமான வெப்பமும் கடத்தப்படாது. இதனைக் கணித முறையில் பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்.

ஏற்கப்பட்ட வெப்பம் அல்லது இழந்த வெப்பத்தை வெப்பமானியைக் (calorimeter) கொண்டு அளக்கலாம். பொதுவாக வெப்பமானி என்பது படம் (8.9) இல் காட்டியுள்ளவாறு நீர் நிரப்பப்பட்ட வெப்ப காப்பீடு செய்யப்பட்ட கொள்கலனாகும்.

உயர் வெப்பநிலையிலுள்ள (T1) மாதிரி பொருள் ஒன்றினை, அறை வெப்பநிலையில் (T2) வெப்பமானியில் உள்ள நீரில் மூழ்கவைக்க வேண்டும். சிறிது நேரத்திற்குப்பின்னர் நீர் மற்றும் வெப்பமானி இரண்டும் Tf என்ற இறுதி வெப்பநிலையை அடையும். வெப்பமானி காப்பிடப்பட்டுள்ளதால், உயர் வெப்பநிலை மாதிரி பொருள் இழந்த வெப்பமும், குறைந்த வெப்பநிலை நீர் ஏற்றுக்கொண்ட வெப்பமும் சமமாகும். இது படம் 8.10இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

குறியீட்டு மரபை இங்கு கவனிக்க வேண்டும். வெப்ப இழப்பு எதிர்க்குறியிலும், வெப்ப ஏற்பு நேர்க்குறியிலும் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன. தன் வெப்ப ஏற்புத்திறன் வரையறையிலிருந்து

இங்கு S2 மற்றும் S1 என்பவை முறையே நீர் மற்றும் மாதிரிப்பொருளின் தன் வெப்ப ஏற்புத்திறன்களாகும்.

எனவே,

எடுத்துக்காட்டு 8.7 

50°C வெப்பநிலையிலுள்ள 5L நீர், 30°C வெப்பநிலையிலுள்ள 4L நீருடன் கலக்கப்படுகிறது. நீரின் இறுதி வெப்பநிலை என்ன? இங்கு நீரின் தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன் 4184 Jkg-1 K-1 என்க.

தீர்வு: 

பின்வரும் சமன்பாட்டை நாம் பயன்படுத்தலாம்

M1 = 5L = 5kg மற்றும் m2 = 4L = 4kg, s1= s2

மேலும் T1 = 50°C = 323K மற்றும் T2 = 30°C = 303K. 

எனவே 

50°C மற்றும் 30°C வெப்பநிலைகளில் உள்ள சம அளவு நீரினை (m1=m2) ஒன்றுடன் ஒன்று கலக்கும் போது, இறுதி வெப்ப நிலை இவ்விரண்டு வெப்பநிலைகளின் சராசரியாகும்.

ஒரே வெப்பநிலையில் (30°C) உள்ள இரண்டு நீர் மாதிரிகளை ஒன்றுடன் ஒன்று கலக்கும் போது அவற்றின் இறுதி வெப்பநிலையும் 30°C ஆகும். இதிலிருந்து நாம் அறிந்து கொள்வது என்னவென்றால் இவ்விரண்டு நீர் மாதிரிகளும் வெப்பச்சமநிலையில் உள்ளன. எனவே இரண்டிற்கும் நடுவே எவ்விதமான வெப்பப்பரிமாற்றமும் நடைபெறவில்லை என்பதாகும்.

குறிப்பு

வாயுக்கள் அல்லது திரவங்களை ஒன்றுடன் ஒன்று கலக்கும்போது அக்கலவையின் இறுதிச்சமநிலை வெப்பநிலை அப்பொருள்களின் நிறைகள், தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன்கள் மற்றும் வெப்பநிலைகளைச் சார்ந்திருக்கும் என்பதை இங்கு நினைவில் கொள்ள வேண்டும். மேலும் சமஅளவுள்ள ஒரே பொருள்களை ஒன்றுடன் ஒன்று கலக்கும்போது மட்டுமே இறுதிவெப்ப நிலையானது தனித்தனி வெப்பநிலைகளின் சராசரி மதிப்பிற்கு சமமாகும்.