வெப்ப ஏற்புத்திறன் மற்றும் தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன் (Heat capacity and specific heat capacity)
27°C வெப்பநிலையிலுள்ள நீர் மற்றும் எண்ணை இவ்விரண்டையும் சம அளவில் எடுத்துக்கொண்டு 50°C வெப்பநிலையை அடையும் வரை இவ்விரண்டையும் வெப்பப்படுத்தவும். 50°C வெப்பநிலையை அடைவதற்கான நேரத்தைத் தனித்தனியே கண்டறியவும். இவ்விரண்டு நேரங்களும் நிச்சயம் ஒன்றாக இருக்காது. எண்ணையுடன் ஒப்பிடும் போது நீர் அதிக நேரத்தை எடுத்துக்கொள்ளும். இதிலிருந்து 50°C வெப்பநிலையை அடைய எண்ணையைவிட நீருக்கு அதிக வெப்பம் தேவை என்பதை நாம் அறியலாம். இப்போது இரண்டு மடங்கு நீரினை எடுத்துக்கொண்டு அதன் வெப்பநிலை 50°C அடையும் வரை வெப்பப்படுத்தி அதற்கான நேரத்தை கண்டறியும் போது, அது ஏற்கனவே கண்டறியப்பட நேரத்தைப்போன்று இருமடங்காக இருப்பதையும் நாம் அறியலாம்.
கொடுக்கப்பட்ட பொருளின் வெப்பநிலை, T யிலிருந்து T + ∆T ஆக உயர்த்த தேவைப்படும் வெப்பத்தின் அளவே "வெப்ப ஏற்புத்திறன்" என வரையறுக்கப்படுகிறது.
வெப்ப ஏற்புத்திறன் S = ∆Q / ∆T
ஒரு கிலோகிராம் நிறையுடைய பொருளின் வெப்பநிலையை ஒரு கெல்வின் அல்லது 1°C உயர்த்த தேவைப்படும் வெப்பத்தின் அளவே, தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன் என வரையறுக்கப்படுகிறது.
இங்கு s என்பது பொருளின் தன்வெப்ப ஏற்புத்திறனாகும். இதன் மதிப்பு பொருளின் தன்மையைச் சார்ந்ததேயன்றி அளவை சார்ந்தல்ல.
ΔQ = வெப்பத்தின் அளவு
ΔT = வெப்பநிலை மாற்றம்
m = பொருளின் நிறை
தன்வெப்ப ஏற்புத்திறனின் SI அலகு J kg-1K-1 ஆகும். வெப்ப ஏற்புத்திறன், தன் வெப்ப ஏற்புத்திறன் இரண்டும் நேர்க்குறி கொண்ட அளவுகள் ஆகும். அட்டவணை (8.2) இல் இருந்து நீரின் தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன் பெரும் மதிப்பைப் பெற்றுள்ளதை அறியலாம். இதன் காரணமாகத்தான் மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் மற்றும் அணுக்கரு உலைகளிலும் நீரினை குளிரூட்டியாக (Coolant) பயன்படுத்துகிறோம்.
வாயுக்களின் பண்புகளைப்பற்றி படிக்கும் போது, மோலார் (மூலக்கூறு) தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன் (molar specific heat capacity) நடைமுறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மோலார் (மூலக்கூறு) தன்வெப்ப ஏற்புத்திறனை பின்வருமாறு வரையறை செய்யலாம். ஒரு மோல் அளவுள்ள வாயுவின் பொருளின் வெப்பநிலையை 1K அல்லது 1°C உயர்த்துவதற்குத் தேவைப்படும் வெப்ப ஆற்றலின் அளவே மோலார் (மூலக்கூறு) தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன் எனப்படும். இதனைப் பின்வருமாறு எழுதலாம்.
இங்கு C என்பது பொருளின் மோலார் (மூலக்கூறு) தன்வெப்ப ஏற்புத்திறனைக் குறிக்கிறது. மேலும் U என்பது பொருளில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் மோல் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கும்.
மோலார் (மூலக்கூறு) தன்வெப்ப ஏற்புத்திறனின் அலகு J mol-1 K-1 ஆகும். இதுவும் ஒரு நேர்க்குறி கொண்ட அளவாகும்.
குறிப்பு
வெப்ப ஏற்புத்திறன் அல்லது தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன் என்பது பொருள்களில் பொதிந்துள்ள வெப்பத்தின் அளவைக் குறிப்பவை அல்ல. ஏனெனில் வெப்பம் என்பது உயர் வெப்ப நிலையிலுள்ள பொருளிலிருந்து குறைந்த வெப்பநிலை உள்ள பொருளுக்கு பாயும் ஒரு பரிமாற்ற ஆற்றலாகும். எனவே வெப்ப ஏற்புத்திறன் என்பதைவிட அக ஆற்றல் ஏற்புத்திறன் என்பதே சரியான பதமாகும் ஆனால் நெடுங்காலமாக இவ்வார்த்தைகள் வழக்கத்தில் உள்ளதால் அவற்றை அப்படியே நாம் பயன்படுத்துகிறோம்.
உங்களுக்குத் தெரியுமா?
ஒரே நிறையுடைய இரண்டு வெவ்வேறு பொருள்களை ஒரே வீதத்தில் வெப்பப்படுத்தும்போது, குறைந்த தன்வெப்ப ஏற்புத்திறனுடைய பொருளின் வெப்பநிலை வேகமாக அதிகரிக்கும். இதேபோன்று அவற்றை குளிர்விக்கும் போதும், குறைந்த தன்வெப்ப ஏற்புத்திறனுடைய பொருள் வேகமாக குளிர்வடையும்