உள்ளுறை வெப்பம்

உள்ளுறை வெப்பம்

 செயல்பாடு 4

சில கனசதுர வடிவ பனிக்கட்டித் துண்டுகளை எடுத்து ஒரு கண்ணாடிக் குவளையில் போட்டு விடுங்கள். ஒரு வெப்பநிலைமானியைப் பயன்படுத்தி அதன் வெப்பநிலையைக் குறித்துக் கொள்ளுங்கள். அது O °C எனக் காட்டும். இப்போது கண்ணாடிக் குவளையை வெப்பப்படுத்துங்கள். வெப்பநிலைமானி காட்டும் வெப்பநிலையை தொடர்ந்து கவனியுங்கள். பனிக்கட்டி நீராக மாறும் வரை வெப்பநிலைமானி O °C காட்டும். அதன் பின் வெப்பநிலை 100 °C வரை அதிகரிக்கும். பின்னர் எவ்வளவு தான் வெப்பப்படுத்தினாலும் நீர் முழுவதும் ஆவியாகும் வரை வெப்ப நிலைமானியில் வெப்பநிலை 100 °C வெப்ப நிலையைத் தாண்டாமல் இருக்கும்.

'உள்ளுறை' என்பது மறைந்திருப்பது எனப்படும். ஆகவே உள்ளுறை வெப்பம் என்பது மறை வெப்பம் அல்லது மறைந்திருக்கும் வெப்ப ஆற்றல் எனப்படும்.

செயல்பாடு 5 இல் பனிக்கட்டி உருகி நீராக மாறும் வரை வெப்பநிலை மாறாமல் 0°C காட்டியது. அதுபோல நீர் 100°C அடைந்த பின்னரும் எவ்வளவு அதிக வெப்பத்தைக் கொடுத்தாலும் அதன் வெப்ப நிலை 100°C ஆக இருந்தது. ஏன் இவ்வாறு நடைபெறுகிறது?

ஒரு பொருள் தன் நிலையை மாற்றிக்கொள்ளும் போது ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வெப்பத்தை உட்கவர்கிறது அல்லது வெளிவிடுகிறது. இந்த வெப்ப ஆற்றல் உள்ளுறை வெப்பம் என அழைக்கப்படுகிறது. வெப்பநிலை மாறாத நிலையில் ஒரு பொருள் தன் நிலையை மாற்றிக்கொள்ளும் போது உட்கவரும் அல்லது வெளியிடும் வெப்ப ஆற்றல் உள்ளுறை வெப்பம் ஆகும்.

உருகுதல் நிகழ்வின் போது வெப்பமானது உட்கவரப்பட்டு அதே வெப்பமானது உறைதல் நிகழ்வின் போது (வெப்பநிலையில் எந்த வித மாற்றமும் இல்லாமல்) வெளிவிடப்படும் இந்த வெப்பத்தை (படம் 7.10). உருகுதலின் உள்ளுறை வெப்பம் என்கிறோம். இது போல ஆவியாதலின் போது வெப்பமானது திரவித்தினால் உட்கவரப்படுகிறது. அதே அளவு வெப்பம் குளிர்தல் நிகழ்வின் போது நீராவியினால் (வெப்பநிலையில் எந்த வித மாற்றமும் இல்லாமல்) வெளியிடப்படும். இந்த வெப்பத்தை ஆவியாகுதலின் உள்ளுறை வெப்பம் என்கிறோம்.

தன் உள்ளுறை வெப்பம்

உள்ளுறை வெப்பத்தை ஓரலகு நிறைக்கு வரையறுத்தால் அதனை தன் உள்ளுறை வெப்பம் எனலாம். இதனை L என்ற குறியீட்டினால் குறிப்பிடலாம். Q என்பதை உட்கவரப்பட்ட அல்லது வெளிவிடப்பட்ட வெப்பத்தின் அளவாகவும், m என்பதை பொருளின் நிறையாகவும் கருதினால், தன் உள்ளுறை வெப்பம் கீழ்க்கண்ட சமன்பாட்டால் குறிப்பிடலாம். L = Q/m.

கணக்கீடு 5

5 கிகி பனிக்கட்டி உருகுவதற்கு எவ்வளவு வெப்ப ஆற்றல் தேவை? (பனிக்கட்டியின் தன் உள்ளுறை வெப்பம் = 336 Jg^-1)

 தீர்வு

கொடுக்கப்பட்டுள்ள தரவுகள்:

m= 5 கிகி = 5000 கி, L = 336 Jg^-1

தேவைப்படும் வெப்ப ஆற்றல் = m × L

= 5000 × 336

= 1680000J அல்லது 1.68 × 10⁶ J

கணக்கீடு 6

 100°C வெப்பநிலையில் இருக்கும் நீரைப் பயன்படுத்தி 2 கிகி நிறையுள்ள பனிக்கட்டியுடன் சேர்த்த கலவையை 0°C வரை குளிர்விக்க எவ்வளவு வெந்நீர் தேவைப்படும்?

நீரின் தன் வெப்ப ஏற்புத்திறன் = 4.2JKg^-1 K^-1 மற்றும் பனிக்கட்டியின் உள்ளுறை வெப்பம் = 336 Jg^-1

தீர்வு

கொடுக்கப்பட்டுள்ள தரவுகள்:

பனிக்கட்டியின் நிறை = 2 kg = 2000 g.

m என்பது வெந்நீரின் நிறையென்க.

இழந்த வெப்பம் = பெற்றுக்கொண்ட வெப்பம்

m × C × Δt = m × L

m × 4.2 × (100 - 0) = 2000 × 336

m = 2000 × 336 / 4.2 × 100

= 1600 கி அல்ல து 1.6 கிகி.

ஒரு பொருள் திட, திரவ, வாயு ஆகிய நிலைகளில் ஒன்றிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாறும்போது வெப்பநிலை மாறாமல் உட்கவரும் அல்லது வெளியிடப்படும் வெப்ப ஆற்றல் தன் உள்ளுறை வெப்பநிலை ஆகும். தன் உள்ளுறை வெப்பத்தின் SI அலகு J/kg

நினைவில் கொள்க

❖ அதிக வெப்பநிலையில் உள்ள ஒரு பொருளிலிருந்து குறைவான வெப்பநிலையில் உள்ள ஒரு பொருளுக்கு வெப்பம் பரவுகிறது.

❖ வெப்பம் மூன்று வழிகளில் பரவுகிறது: வெப்பக் கடத்தல், வெப்பச்சலனம், வெப்பக்கதிர்வீச்சு.

 ❖ வெப்பக்கடத்தல் திடப்பொருட்களிலும், வெப்பச்சலனம் திரவ மற்றும் வாயுப்பொருட்களிலும் நடைபெறுகின்றன.

❖  வெப்பக்கதிர்வீச்சு மின்காந்த அலைகளாக பரவுகிறது.

 ❖ வெப்பநிலையை அளப்பதற்கு மூன்று அளவீடுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பாரன்ஹீட் அளவீடு, செல்சியஸ் அல்லது செண்டிகிரேடு அளவீடு , கெல்வின் அளவீடு.

❖ ஒரு பொருள் உட்கவரும் அல்லது வெளிவிடும் வெப்ப ஆற்றலின் அளவு பொருளின் நிறை, வெப்பநிலை வேறுபாடு மற்றும் பொருளின் தன்மை ஆகிய மூன்று காரணிகளைப் பொறுத்து அமையும்.

 ❖ தன் வெப்ப ஏற்புத்திறனின் SI அலகு JKg^-1 K^-1

❖ அனைத்து வகைப் பொருட்களிலும் நீர் அதிக தன்வெப்ப ஏற்புத் திறனைக் கொண்டது.

❖ வெப்ப ஏற்புத்திறனின் SI அலகு J/K.

❖  தன் வெப்ப ஏற்புத்திறனை C என்றும் வெப்ப ஏற்புத்திறனை C¹ என்றும் குறிக்கிறோம்.

❖ வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் வெப்பப் பரவல் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து பருப்பொருளை ஒரு நிலையில் இருந்து மற்றொரு நிலைக்கு மாற்றலாம்.

A-Z சொல்லடைவு

வெப்பக் கடத்தல் :  அதிக வெப்பநிலையில் உள்ள ஒரு பொருளிலிருந்து குறைவான வெப்பநிலையில் உள்ள ஒரு பொருளுக்கு மூலக்கூறுகளின் இயக்கமின்றி வெப்பம் பரவும் நிகழ்வு.

வெப்பச் சலனம் : அதிக வெப்பமுள்ள பகுதியில் இருந்து குறைவான வெப்பமுள்ள பகுதிக்கு மூலக்கூறுகளின் உண்மையான இயக்கத்தால் வெப்பம் பரவுதல்.

வெப்பக் கதிர்வீச்சு : வெப்ப ஆற்றல் ஒரு இடத்தில் இருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு மின் காந்த அலைகளாகப் பரவும் நிலை.

வெப்பநிலை : ஒரு பொருளின் வெப்பம் அல்லது குளிர்ச்சியைக் குறிக்கும் அளவு.

தன் வெப்ப ஏற்பத் திறன் : ஓரலகு நிறையுள்ள (1 kg) பொருளின் வெப்பநிலையை ஒரு அலகு (1°C or 1 K) உயர்த்தத் தேவையான வெப்ப ஆற்றலின் அளவு..

 வெப்ப ஏற்புத் திறன் : ஒரு பொருளின் வெப்பநிலையை 1°C உயர்த்துவதற்குத் தேவையான வெப்ப  ஆற்றல்.

உருகுதல் : ஒரு பொருள் வெப்பத்தை உட்கவர்ந்து திட நிலையிலிருந்து திரவ நிலைக்கு மாறும் நிகழ்வு.

உறைதல் : ஒரு பொருள் வெப்பத்தை வெளியிட்டு திரவ நிலையில் இருந்து திடநிலைக்கு மாறும் நிகழ்வு.

ஆவியாதல் : ஒரு பொருள் வெப்பத்தை உட்கவர்ந்து திரவ நிலையில் இருந்து வாயு நிலைக்கு மாறும் நிகழ்வு.

குளிர்தல் : வாயு நிலையில் இருக்கும் ஒரு பொருள் வெப்பத்தை வெளியிட்டு திரவமாக மாறும் நிகழ்வு.

உள்ளுறை வெப்பம் : வெப்பநிலை மாறாத நிலையில் ஒருபொருள் தன் நிலையை மாற்றிக்கொள்ளும் போது உட்கவரும் அல்லது வெளியிடும் வெப்ப ஆற்றல்.

தன் உள்ளுறை வெப்பநிலை :  ஓரலகு நிறை கொண்ட ஒரு பொருள் திட, திரவ , வாயு ஆகிய நிலைகளில் ஒன்றிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாறும்போது வெப்பநிலை மாறாமல் உட்கவரும் அல்லது வெளியிடப்படும் வெப்ப ஆற்றல்.