వేడి చేస్తే వ్యాకోచం.. చల్లారిస్తే సంకోచం
ఉష్ణం (Heat)
- ఉష్ణం వేడి ప్రాంతం నుంచి చల్లని ప్రాంతానికి వెళ్లే శక్తి స్వరూపం.
- వేడి, చల్లని ప్రాంతాలు ‘ఉష్ణ సమతాస్థితి’కి చేరే వరకు వీటి మధ్య ఉష్ణప్రసారం జరుగుతుంది.
- దీనికి సాధారణంగా కెలోరి లేదా క్యాలరీ అనే ప్రమాణం వాడుతారు. దీనికి అంతర్జాతీయ ప్రమాణం-జౌల్‌
- 1 క్యాలరీ ఉష్ణం 4.18 జౌల్‌లకి సమానం.
- ఉష్ణం పొందినపడు వాయువులు అధికంగా వ్యాకోచిస్తాయి.
- గాజు సీసాను సీల్‌ చేయడానికి గాజుతో సమాన సంకోచ, వ్యాకోచాలు గల ప్లాటినం తీగను వాడుతారు.
- ప్లాటినం వాడలేని సందర్భాల్లో 55 శాతం ఉక్కు +45 శాతం నికెల్‌ల మిశ్రమాన్ని కూడా గాజు సీసాను సీల్‌ చేయడానికి వాడవచ్చు.
- గడియారం ముల్లు, గడియారం లోలకం, లోహపు టేపు, శృతిదండం లాంటి పరికరాల తయారీకి అత్యల్ప సంకోచ, వ్యాకోచాలుండే ‘ఇన్వార్‌ స్టీల్‌’అనే మిశ్రమాన్ని వాడుతారు వేర్వేరు లోహాలకు సంకోచ, వ్యాకోచ లక్షణాలు వేర్వేరుగా ఉంటాయి. ఈ నియమంపై ఆధారపడి ‘ద్విలోహపు పట్టీ’ పనిచేస్తుంది. దీనిని ఇస్త్రీపెట్టె, రిఫ్రిజిరేటర్‌ లాంటి పరికరాల్లో ‘తాపననియంత్రకం’ (థర్మోస్టాల్‌)గా వాడుతారు.
నీటి అసంగతా వ్యాకోచం
- O0C వద్ద ఉన్న నీటిని 40C వరకు వేడిచేసినపుడు వ్యాకోచానికి బదులు నీరు సంకోచిస్తుంది. నీటికి గల ఈ ప్రత్యేక లక్షణాన్ని ‘అసంగతా వ్యాకోచం’ అంటారు. దీనిని కొలవడానికి ‘డైలటో మీటర్‌’ అనే పరికరం వాడుతారు.
- 40C వద్ద గల నీటిని ఒక పాత్ర అంచువరకు నింపినపుడు ఆ పాత్రని చల్లబరిస్తే నీరు పొర్లిపోతుంది.
- 40C వద్ద నీటికి సాంద్రత అత్యధికంగా ఉంటుంది. దీనిని నిరూపించడానికి ‘హోప్‌ పరికరం’ వాడుతారు.
- చలికాలంలో మట్టిగోడలు బీటలువారడం, వాహనాల్లోని రేడియేటర్లు పగిలిపోవడం, ధృవప్రాంతాల్లో మంచు కప్పబడి ఉన్నప్పటికీ అడుగున జలచరాలు జీవిస్తుండటానికి కారణం ‘నీటి అసంగత వ్యాకోచం’
- నీటి ఘనపరిమాణం తక్కువగానూ, మంచు ఘనపరిమాణం ఎక్కువగానూ ఉంటుంది. దీని కారణంగా పూర్తిగా నీటితో నిండిన సీసాని చల్లబరిచినపుడు సీసాలోని నీరు గడ్డకట్టడం పూర్తయ్యేసరికి సీసా పగిలిపోతుంది.
- ఒక తొట్టిలోని నీటిలో మంచుముక్కలు తేలుతున్నప్పుడు మంచు నీటిలో మునిగిన లేదా తేలిన భాగం అనేది నీరు, మంచుల సాంద్రతలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
- ఉదా : తొట్టిలోని నీటిలో మంచుముక్కలు తేలియాడుతున్నప్పుడు మంచు పూర్తిగా కరిగిపోయినప్పటికీ తొట్టిలోని నీటి మట్టంలో ఎలాంటి మార్పు రాదు. ఎందుకంటే నీటిలో మునిగిన మంచుముక్క కరిగినపుడు లోపల ఏర్పడిన ఖాళీ అనేది నీటిపై తేలుతున్న మంచుముక్క కరిగి భర్తీ చేస్తుంది. కావున తొట్టిలోని నీటిమట్టంలో ఎలాంటి మార్పురాదు.
అణువుల స్థానంలో ఎలాంటి మార్పు లేకుండా ఉష్ణం మాత్రమే బదిలీ అయ్యే ప్రక్రియను ‘ఉష్ణవాహనం’ అంటారు.
ఉష్ణప్రసారం
- వాహనంలో అణువులు కంపన స్థితిలో ఉంటాయి. కానీ వాటి స్థానంలో మార్పురాదు.
- పాదరసంతో సహా అన్ని లోహాల్లో జరిగే ఉష్ణప్రసారం వాహన ప్రక్రియ.
- వేడెక్కిన అణువుల చలనాలు ‘సరళహరాత్మక చలనాలు’ అయితే అలాంటి పదార్థాలు వేడెక్కినప్పుడు వ్యాకోచం ఉండదు. అణువుల చలనాలు సరళహరాత్మకాలు కానట్లయితే ఆ పదార్థం వేడెక్కేటప్పుడు వ్యాకోచిస్తుంది.
- అణువుతో సహా జరిగే ఉష్ణ ప్రసారాన్ని ‘ఉష్ణసంవహనం’ అంటారు.
- ఉదా : గదిలోని వేడి గాలులు బయటకు వెళ్లి చల్లటి గాలులు లోనికి రావడం, నీటిని వేడిచేయడం.
- నీరు అథమ ఉష్ణవాహకం అయినప్పటికీ నీటిని పాత్ర అడుగునుంచి వేడిచేస్తేనే సాంద్రత వల్ల నీరు మొత్తం వేడెక్కుతుంది.
- వహనం, సంవహన ప్రక్రియ జరగాలంటే యానకం తప్పనిసరిగా ఉండాలి. శూన్యంలో ఈ ప్రసారాలు సాధ్యంకావు.
- శూన్యంలో కూడా కిరణాల రూపంలో జరిగే ఉష్ణ ప్రసారాన్ని ‘ఉష్ణ వికిరణం’ అంటారు.
ఉదా : సూర్యునిలోని ఉష్ణశక్తి భూమి మీదికిరావడం. - ఉష్ణ వికిరణాలు కాంతి వేగానికి సమాన వేగాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
- ప్రివోస్ట్‌ వివరణ ప్రకారం ‘పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రత’ వద్ద తప్ప మిగిలిన అన్ని ఉష్ణోగ్రతల వద్ద విశ్వంలోని ప్రతి వస్తువు నిరంతరంగా కిరణాల రూపంలో ఉష్ణాన్ని కోల్పోవడం లేదా గ్రహించడం చేస్తూనే ఉంటుంది.
- ఒక తలం కోల్పోయే లేదా గ్రహించే ఉష్ణం ఆ తల వైశాల్యానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. దీని కారణంగానే చలికాలంలో జంతువులు శరీరాన్ని దగ్గరగా ముడుచుకొని ఉపరితల వైశాల్యం తగ్గించుకోవడం వల్ల కోల్పోయే ఉష్ణం తగ్గి వెచ్చగా ఉంటుంది.
ప్రాక్టీస్‌ బిట్స్‌
1. కింది వాటిలో ఉష్ణానికి ప్రమాణం ? ( 2)
1) కెల్విన్‌ 2) రాయ్‌మర్‌
3) జౌల్‌ 4) ఏదీ కాదు
2. K.cal =……… (1)
1) 4180 జౌల్స్‌ 2) 418 జౌల్స్‌
3) 41.8 జౌల్స్‌ 4) 4.18 జౌల్స్‌
3. O0C వద్ద గల నీటిలో O0C మంచు ముక్కను వేసినపుడు ఉష్ణప్రసారం?(3)
1) నీటి నుంచి మంచులోకి ఉంటుంది
2) మంచు నుంచి నీటిలోకి ఉంటుంది
3) రెండింటి మధ్య ఉష్ణ ప్రసారం ఉండదు
4) ఏదీకాదు
4. ఒక తొట్టిలోని నీటిలో మంచుముక్కలు తేలియాడుతున్నప్పుడు మంచు పూర్తిగా కరిగినట్లయితే తొట్టిలోని నీటి మట్టం ఏమవుతుంది ? (3)
1) పెరుగుతుంది
2) తగ్గుతుంది
3) మారకుండా ఉంటుంది
4) మొదట తగ్గి తర్వాత యథాస్థితికి వస్తుంది
5. నీటిలో మంచు ముక్కలు వేసినపుడు మంచు లో ఎంతభాగం నీటిపై తేలుతుంది ? (1)
1) 1/10వ భాగం 2) 9/10వ భాగం
3) 1/4వ భాగం 4) 3/4వ భాగం
6. పూర్తిగా నీటితో నింపిన గాజు సీసాను చల్లబరిచినపుడు నీరుగడ్డకట్టేసరికి సీసా పగిలిపోవడానికి కారణం ? (2)
1) నీటి ఘనపరిమాణం ఎక్కువ, మంచు ఘనపరిమాణం తక్కువ
2) నీటి ఘనపరిమాణం తక్కువ, మంచు ఘనపరిమాణం ఎక్కువ
3) రెండింటి ఘనపరిమాణం సమానం
4) ఏదీకాదు
7. శృతిదండం తయారీకి వాడే లోహం ఏది? (3)
1) ప్లాటినం 2) ఫెర్రస్‌
3) ఇన్వార్‌ స్టీల్‌ 4) టైప్‌ మెటల్‌
8. నీటిలో గల సాంద్రత ఎక్కడ అధికం? (3)
1) O0C 2) గది ఉష్ణోగ్రత
3) 40C 4) 1000C
ఉష్ణోగ్రత
- ఉష్ణం తీవ్రతను ‘ఉష్ణోగ్రత’ అంటారు
- దీనికి SI ప్రమాణం ‘కెల్విన్‌’
- ఇది స్వతంత్ర భౌతిక రాశి
- ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి ‘ఉష్ణమాపకం’ను వాడుతారు
- సాధారణ, క్లినికల్‌ థర్మామీటరలో ఎక్కువగా పాదరసాన్ని ద్రవంగా ఉపయోగిస్తారు
- పాదరసం ఉత్తమ ఉష్ణ వ్యాకోచం, ఇది వెండి వలె మెరుస్తూ ఏకరీతి సంకోచ, వ్యాకోచాలను కలిగి ఉండి గాజు ఫలకానికి అంటుకోకుండా ఉంటుంది.
- పాదరసం సుమారు -390C వద్ద ఘనీభవిస్తుంది. కావున ఇంతకన్న తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు కొలవడానికి పాదరస థర్మామీటర్‌ పనిచేయదు.
- పాదరసం వాడకం పెరిగినపుడు ‘మెనిమిటో’అనే వ్యాధి వచ్చే ప్రమాదం ఉంటుందని మొదటగా జపాన్‌లో తర్వాత అమెరికాలాంటి దేశాల్లో గుర్తించారు.
- పాదరసం, ఆల్కహాల్‌ థర్మామీటర్లలో ఆల్కహాల్‌ థర్మామీటర్‌ శ్రేష్ఠమైనది.
- సాధారణ థర్మామీటర్‌పై సెల్సియస్‌ మానంలో 00Cనుంచి 1000C వరకు మధ్యలో 100 విభాగాలు గుర్తిస్తారు.
- ఫారన్‌ హీట్‌ మానంలో 32F నుంచి 212 F. వరకు మధ్యలో 180 విభాగాలుగా గుర్తిస్తారు.
- కెల్విన్‌ మానంలో 273K నుంచి 373K వరకు మధ్యలో 100 విభాగాలుగా గుర్తిస్తారు.
- C, F, Kల మధ్య సంబంధం C/100=F-32/180= K-273/100
- 400C వద్ద సెల్సియస్‌, ఫారన్‌హీట్‌ మానాలు సమానం
- నీటి మరిగే ఉష్ణోగ్రత 1000C గరిష్ట అవధిగా గుర్తించడానికి ‘హిప్పామీటర్‌’ అనే పరికరం వాడుతారు.
- మంచు కరిగే ఉష్ణోగ్రత O0C లేదా 32 F లేదా 273K
- నీరు మరుగు ఉష్ణోగ్రత 1000C లేదా 212 F లేదా 373K
- ఆరోగ్యమైన వ్యక్తి శరీర ఉష్ణోగ్రత 370C లేదా 98.4 F లేదా 310K
స్కేటింగ్‌ పనిచేసే సూత్రం
- పీడనం పెరిగినట్లయితే మంచు కరిగే ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది. ఇది స్కేటింగ్‌ పనిచేసే సూత్రం.
- ఒకే టేబుల్‌ తలంపై గల మంచు అడుగు భాగంలో టేబుల్‌ కలిగించే ఒత్తిడి ఎక్కువగా ఉండటం వల్ల మంచు అడుగునుంచే కరగడం ప్రారంభిస్తుంది.
- గుప్తోష్ణం (L): స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద పదార్థానికి అందించే ఉష్ణాన్ని గుప్తోష్ణం అంటారు.
ప్రాక్టీస్‌ బిట్స్‌
థర్మామీటర్‌ : ఉపయోగం
1. క్లినికల్‌ థర్మామీటర్‌ : మానవ శరీర ఉష్ణోగ్రతలు కొలవడానికి
2. సాధారణ థర్మామీటర్‌ : సాధారణ ఉష్ణోగ్రతలు కొలవడానికి
3. సిక్స్‌-కనిష్ఠ-గరిష్ఠ ఉష్ణమాపకం : కనిష్ఠ-గరిష్ఠ ఉష్ణోగ్రతలు కొలవడానికి
4. ఉష్ణయుగ్మ థర్మామీటర్‌: స్వల్ప, అధిక ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి, క్రిమికీటకాల ఉష్ణోగ్రతలు కొలవడానికి
5. ఫైరో మీటర్‌ : అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతలు కొలవడానికి
6. ఆప్టికల్‌ ఫైరో మీటర్‌ : సూర్యడు, నక్షత్రాల్లోని అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతలు కొలవడానికి
7. అయస్కాంత థర్మామీటర్‌ : పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి
8. థర్మో ఎలక్ట్రికల్‌ థర్మామీటర్‌ : క్షణ క్షణం మారుతున్న ఉష్ణోగ్రతలు కొలవడానికి
1. కింది వాటిలో స్వతంత్ర భౌతిక రాశి ఏది ?
1) పొడవు 2) కాలం
3) ఉష్ణోగ్రత 4) అన్నీ
2. కిందివాటిలో ఆరోగ్యవంతమైన వ్యక్తి శరీర ఉష్ణోగ్రత ? (4)
1) 1000C 2) 270C
3) 98.40C 4) 310K
3. కింది వానిలో అతితక్కువ ఉష్ణోగ్రత ? (4)
1) 00C 2) -2730C
3) 0 K 4) B, C
4. సాధారణ థర్మామీటర్‌పై గరిష్ట అవధిని గుర్తించడానికి వాడే పరికరం ? (2)
1) లాక్టోమీటర్‌ 2) హిస్సామీటర్‌
3) మానోమీటర్‌ 4) పైరో మీటర్‌
5. పీడనం పెరిగితే ? (3)
1) మంచు కరిగే ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది
2) నీరు మరిగే ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది
3) మంచు కరిగే ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది
4) పీడనంపై మంచి, నీరులు ఆధారపడవు
6. ఒక టేబుల్‌ తలంపై గల మంచు ముక్క ? (2)
1) పైనుంచి కరుగుతుంది
2) కింది నుంచి కరుగుతుంది
3) పక్క భాగాల నుంచి కరుగుతుంది
4) అన్ని భాగాల నుంచి కరుగుతుంది
