General Science Physics | ఘర్షణ, అభిఘాతాల ఉత్పత్తి.. ఉష్ణం

ఉష్ణం

• వేడి వస్తువు నుంచి చల్లని వస్తువుకు ప్రవహించే శక్తి స్వరూపం ఉష్ణం.
• ఇది పదార్థంలోని అణువుల కంపన శక్తి రూపంలో ఉంటుంది.
• ఉష్ణం జీవికి స్పర్శా జ్ఞానాన్ని కలిగిస్తుంది.

ఉష్ణశక్తికి ప్రమాణాలు

• 1. కెలోరి (CGS)
• 2. కిలో కెలోరి (MKS)
• 3. జౌల్‌ (SI)
• 1 కెలోరి = 4.18 జౌల్స్‌ 4.2 జౌల్స్‌
• 1 కెలోరి = 4180 జౌల్స్‌ 4200 జౌల్స్‌
  కెలోరి
• ఒక గ్రాము ద్రవ్యరాశి గల నీటి ఉష్ణోగ్రతని 14.50C నుంచి 15.50C వరకు పెంచడానికి అవసరమైన ఉష్ణాన్ని కెలోరి అంటారు.
• ఒక వస్తువు నుంచి వెలువడిన ఉష్ణరాశిని కొలవడానికి కెలోరిమీటర్‌ అనే పరికరాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
• ఉష్ణోగ్రతను డిగ్రీ సెల్సియస్‌ (లేదా) డిగ్రీ ఫారన్‌ హీట్‌ (లేదా) కెల్విన్‌ (లేదా) రేయ్‌మర్‌ (Reaumur) లలో కొలుస్తారు.
• కెల్విన్‌ మానాన్ని ‘పరమ ఉష్ణోగ్రత మానం’ అంటారు.
• దీనిలో వస్తువు ఉష్ణోగ్రత సున్నా నుంచి ధనాత్మక విలువలను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది.
  ఉష్ణోగ్రత
• ఉష్ణ తీవ్రతను ఉష్ణోగ్రత అంటారు.
• ఉష్ణోగ్రత ప్రాథమిక స్వతంత్ర భౌతిక రాశి
• వస్తువుల వేడి తీవ్రతను గాని, చల్లదనపు తీవ్రతను గాని తెలియజేస్తుంది.
• ఉష్ణగతిక శాస్త్ర శూన్యాంక నియమం దీన్ని వివరిస్తుంది.
• ఉష్ణం కారణం అయితే, ఉష్ణోగ్రత ఫలితం అవుతుంది.
• ఒక వస్తువు ఉష్ణశక్తి పెరిగితే ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది. కోల్పోతే ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది.
• ఉష్ణోగ్రతను కొలిచే పరికరం – ఉష్ణమాపకం
  ఉష్ణమాపకాన్ని క్రమాంకణం చేయడం
• సాధారణ వాతావరణ పీడనం వద్ద మంచు కరిగే ఉష్ణోగ్రతను అధోస్థిర బిందువుగా గుర్తిస్తారు.
• దీన్ని గుర్తించడానికి మంచు తొట్టిని ఉపయోగిస్తారు.
• మరిగే నీటి ఉష్ణోగ్రతను ఊర్ధస్థిర బిందువుగా గుర్తిస్తారు.
• ఊర్ధస్థిర బిందువును గుర్తించడానికి హిప్సా మీటర్‌ను ఉపయోగిస్తారు.
  ఉష్ణమానాలు – పరివర్తన
• సెల్సియస్‌లో ఉన్న విలువను కెల్విన్‌ మానంలోకి మార్చడానికి సూత్రం K=C+273
• కెల్విన్‌లో ఉన్న విలువను సెల్సియస్‌ మానంలోకి మార్చడానికి సూత్రం K=C-273
• సెల్సియస్‌లో ఉన్న విలువను ఫారన్‌హీట్‌ మానంలోకి మార్చడానికి సూత్రం F=(C+32) 5/9 C=(F-32) 9/5
• మానవ శరీర సాధారణ ఉష్ణోగ్రత . 36.90C – 370C
  . 98.4 F (ఫారన్‌హీట్‌ మానంలో)
  . 310 K (కెల్విన్‌ మానంలో)
  ఉష్ణోగ్రతామానాలు
• మొదటి థర్మామీటర్‌ను గెలీలియో 1593లో కనుగొన్నాడు.
  1. ఫైరోమీటర్‌ – ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతను (3500C కంటే) కొలవడానికి ఈ సాధనాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
  2. ఆప్టికల్‌ ఫైరోమీటర్‌ – సూర్యుడు, నక్షత్రాల్లోని ఉష్ణోగ్రతను కొలిచే పరికరం
  3. బెక్‌మన్‌ ఉష్ణమాపకం – నీటి ఆవిరి ఉష్ణోగ్రతను కొలిచే పరికరం
  4. ఉష్ణవిద్యుత్‌ ఉష్ణమాపకం – సూక్ష్మక్రిముల శరీర ఉష్ణోగ్రతను కొలిచే పరికరం
  5. క్రయోథర్మోమీటర్‌ – అతి తక్కువ ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు.
  6. అయస్కాంత థర్మోమీటర్‌ – పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు.
  7. పాదరస ఉష్ణమాపకం – 300C నుంచి 3500C ఉష్ణోగ్రతల మధ్య ఉపయోగిస్తారు.
  8. పాదరసం ఘనీభవన ఉష్ణోగ్రత – 390C, బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత 3570C
  9. ఆల్కహాల్‌ థర్మామీటర్‌ – అతి శీతల ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు.
• దీని ఘనీభవన ఉష్ణోగ్రత -1190C. దీని వ్యాకోచం పాదరసం కంటే ఎక్కువ.
• రంగులు కలిపి ఉపయోగించవచ్చు తద్వారా స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది.
• థర్మామీటర్‌లో పాదరసాన్ని ఉపయోగిస్తే అది పాదరస థర్మామీటర్‌, ఆల్కహాల్‌ను ఉపయోగిస్తే ఆల్కహాల్‌ థర్మామీటర్‌ అంటారు.
  10. సిక్స్‌ గరిష్ఠ కనిష్ఠ ఉష్ణమాపకం – ఒక రోజులో నమోదయ్యే అత్యధిక, అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు.
• దీన్ని సిక్స్‌ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు.
• దీనిలో ఉష్ణమాపక ద్రవాలుగా ఆల్కహాల్‌, పాదరసం వినియోగిస్తారు.
• 1922లో లిబియాలో నీడలో కూడా అత్యధిక ఉష్ణోగ్రత 580Cగా నమోదైంది.
• తెలంగాణలో కొత్తగూడెం, రామగుండం ప్రాంతాల్లో 480C లకు పైగా ఉష్ణోగ్రత నమోదయింది.
• అంటార్కిటికాలో ప్రపంచంలో అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రత -890C గా నమోదైంది.
• శీతాకాలంలో సాధారణ ఉష్ణోగ్రత 150C నుంచి 200C
  11. థర్మిష్టర్‌ థర్మామీటర్‌ – పసిపిల్లల, చిన్న పిల్లల శరీర ఉష్ణోగ్రతను తెలుసుకోవడానికి ఉపయోగిస్తారు.
  12. ప్రయోగశాల థర్మామీటర్‌ – పదార్థాల ఉష్ణోగ్రతలను తెలుసుకోవడానికి ఉపయోగిస్తారు.
  13. జ్వరమానిని
• మానవుని శరీర ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి జ్వరమానిని ఉపయోగిస్తారు.
• ఇందులో ఉష్ణమాపక ద్రవంగా పాదరసం ఉపయోగిస్తారు.
• ఇందులో 35-43 డిగ్రీల సెల్సియస్‌ విలువలు, 95 డిగ్రీల నుంచి 110 డిగ్రీల ఫారన్‌హీట్‌ విలువలు గుర్తించి ఉంటాయి.
• జపాన్‌, అమెరికా వంటి దేశాల్లో నేడు థర్మామీటర్‌లో పాదరస వినియోగాన్ని నిషేధించారు.
• పాదరసం వల్ల ఈ ప్రాంతంలో నివసించే ప్రజలకు ‘మినిమేట’ అనే వ్యాధి వస్తుంది.
• పాదరసాన్ని ఉష్ణమాపక పదార్థంగా ఉపయోగించడానికి కారణాలు
  – ఉత్తమ ఉష్ణవాహకం
  – మెరిసేగుణం
  – ఏకరీతి వ్యాకోచం
  – వ్యాకోచ గుణకం గాజు కంటే ఏడు రెట్లు ఎక్కువ
  – గాజుకు అంటుకోదు
  – అధిక సాంద్రత
  పాదరసంతో అసౌకర్యాలు
• అతి తక్కువ, అతి ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఉపయోగపడదు
• పర్యావరణానికి హానికరమైనది
  ఉష్ణ ప్రసారం
• ఉష్ణప్రసారం మూడు విధాలుగా జరుగుతుంది.
  1. ఉష్ణ వహనం
  2. ఉష్ణ సంవహనం
  3. ఉష్ణ వికిరణం
  1. ఉష్ణ వహనం
• యానకంలోని అణువులు కదలకుండా ఉష్ణం ఒకచోటు నుంచి మరో చోటుకు  ప్రసారమయ్యే పద్ధతి
  ఉదా : ఘనపదార్థాల్లో జరిగే ఉష్ణ ప్రసారం పాదరసంతో సహా అన్ని లోహాల్లో జరిగే ఉష్ణప్రక్రియ
• ఒకవైపు నుంచి స్పూన్‌ను వేడి చేస్తే దాని రెండవ చివర కూడా వేడెక్కుతుంది
• పదార్థాలను ఉష్ణం వహనం పరంగా రెండు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు
  1. ఉష్ణ వాహకాలు
  2. ఉష్ణ బంధకాలు
  1. ఉష్ణవాహకాలు
• ఏ పదార్థాలైతే తమనుంచి ఉష్ణాన్ని ప్రసరింపజేస్తాయో ఆ పదార్థాలను ఉష్ణవాహకాలు అంటారు.
  ఉదా: వెండి, రాగి, అల్యూమినియం, ఇనుము, ఉక్కు, గ్రాఫైట్‌
  నోట్‌ – ద్రవపదార్థాల్లో పాదరసం ఉత్తమ ఉష్ణవాహక పదార్థం
• అత్యుత్తమ ఉష్ణవాహక పదార్థం – వెండి
  2. ఉష్ణ బంధకాలు (లేదా) ఉష్ణఅవాహకాలు (లేదా) అధమ ఉష్ణవాహకాలు
• ఏ పదార్థాలైతే తమ నుంచి ఉష్ణాన్ని ప్రసరింపనీయవో ఆ పదార్థాలను ఉష్ణబంధకాలు అంటారు.
  ఉదా : వజ్రం, ప్లాస్టిక్‌, రబ్బర్‌, కర్ర, కాగితం
• ఉత్తమ ఉష్ణబంధకం – వజ్రం, గాలి (వాయువు)
  నోట్‌ – వంట పాత్రలను తయారు చేయడానికి ఉష్ణవాహక పదార్థాలను ఉపయోగిస్తారు. వీటికి హ్యాండిల్స్‌ ఉష్ణబంధక పదార్థాలను ఉపయోగిస్తారు.
• ఉష్ణ ప్రసారం వివిధ లోహాల్లో వేర్వేరు వేగాలతో జరుగుతుంది.
• ఉష్ణ ప్రసారం ఇనుములో కంటే అల్యూమినియంలో ఎక్కువగా, అల్యూమినియంలో కంటే రాగిలో ఎక్కువగా జరుగుతుంది.
• ఇంట్లో ఉపయోగించే పాత్రల అడుగుభాగానికి రాగి పూత పూయడం ద్వారా జ్వాలల్లోని వేడినంతా గ్రహించి పాత్రల్లోకి పంపిస్తుంది. ఫలితంగా పదార్థాలు తొందరగా వేడెక్కుతాయి.
  2. ఉష్ణ సంవహనం
• యానకంలోని అణువుల కదలిక వల్ల జరిగే ఉష్ణప్రసారాన్ని సంవహనం అంటారు.
• అణువులు ఉష్ణాన్ని గ్రహించి పైకి పోయి, చల్లని అణువులు కిందికి వచ్చి గ్రహించి పైకి పోవడం ద్వారా ఉష్ణం ఒకచోటు నుంచి మరో చోటుకు ప్రసరించే పద్ధతిని ఉష్ణసంవహనం అంటారు.
• ప్రవాహిలోని వివిధ భాగాల సాంద్రతలోని తేడాయే ఉష్ణసంవహనానికి కారణం.
• అన్ని ద్రవ, వాయు పదార్థాల్లో ఉష్ణ ప్రసారం ఉష్ణసంవహన పద్ధతిలో జరుగుతుంది
• సంవహనానికి మూలకారణం- సాంద్రతలో మార్పు.
  అనువర్తనాలు
  1. పాత్రలో నీటిని పోసి అడుగున వేడిచేస్తే అడుగుభాగాన వేడెక్కిన నీరు సాంద్రత తగ్గి పైకి వస్తుంది. పై భాగాన ఉన్న నీరు అడుగుకు చేరి వేడెక్కుతుంది.
  2. గదిలో వేడెక్కిన గాలి సాంద్రత తగ్గి పై భాగంలో ఉన్న వెంటిలేటర్ల ద్వారా బయటకు వెళ్తుంది. దీని వల్ల చల్లని గాలి కిటికీల ద్వారాల నుంచి లోపలికి వస్తుంది.
  3. ఉదయంపూట సముద్రం కంటే నేల త్వరగా వేడెక్కడం వల్ల సముద్రం పైనుంచి గాలి తీర ప్రాంతాల పైకి వీస్తుంది. సాయంత్రం పూట నేల త్వరగా చల్లబడటం వల్ల నేల పైనుంచి గాలి సముద్రం పైకి వీస్తుంది.
  నోట్‌– వహనం, సంవహనం జరగాలంటే యానకం తప్పనిసరిగా ఉండాలి. ఈ ప్రసారాలు శూన్యంలో జరగవు.
  3. ఉష్ణ వికిరణం
• యానకం లేకుండా ఉష్ణప్రసారం జరిగే ప్రక్రియను ఉష్ణవికిరణం అంటారు.
  అనువర్తనాలు
• సూర్యుని నుంచి ఉష్ణం వికిరణ ప్రక్రియ ద్వారా భూమి మీదకు చేరుకుంది.
• శూన్యంలో ఉష్ణం ప్రసారం జరుగుతుంది.
• థర్మోప్లాస్క్‌ ఉష్ణప్రసారం
• మంట పక్కన ఉన్న వ్యక్తి వేడిని గ్రహించటం
• పైరోమీటర్‌, ఆప్టికల్‌ పైరోమీటర్‌ ఈ ధర్మం ఆధారంగానే పనిచేస్తాయి.
• వికిరణ ప్రక్రియ చాలా వేగంగా జరిగే ప్రక్రియ.
• చలికాలంలో జంతువులు శరీరాన్ని దగ్గరగా ముడుచుకొని వైశాల్యాన్ని తగ్గించుకోవడం వల్ల ఉష్ణ నష్టం తగ్గి వెచ్చగా ఉంటుంది.
• నలుపు రంగుని ఉత్తమ శోషిణి, ఉత్తమ ఉద్గారిణి అంటారు.

విన్నర్స్‌ పబ్లికేషన్స్‌ సౌజన్యంతో