माइक्रोस्कोपिक और मैक्रोस्कोपिक प्रकार से ऊष्मीय गुणों का अवलोकन

1. माइक्रोस्कोपिक प्रकार से ऊष्मीय गुण

• ठोस, द्रव और गैसों की माइक्रोस्कोपिक संरचना:

  • ठोस पदार्थों में परमाणु या अणुओं की नियमित व्यवस्था होती है जो अपने स्थिर स्थानों के चारों ओर हलचल करती हैं।
  • द्रवों में अणुओं की कम व्यवस्था होती है जो आज़ादी से आगे बढ़ सकती हैं।
  • गैसों में अपरियाप्त तरंगमय आव्यूह होता है जिसमें अपरिवर्तनीय अणु या अणुओं की गति होती है।

• पदार्थों के ऊष्मीय गुणों से संबंधित अणु कंपन और तापीय गुणधर्मों का सम्बन्ध:

  • आपदा, द्रव और गैसों में अणुओं या अपर्याप्तों की कंपन के तत्वों की यह हलचल उनके तापीय गुणों के लिए ज़िम्मेदार हैं।
  • इन हलचलों की आवृत्ति और आंपलेट द्वारा पदार्थ की अवगणनी के लिए एक पदार्थ के ऊष्मीय धर्म का हिस्सा रहती है।

• पदार्थ की कठपुतली ऊष्मीयता और इसका तापमान आवर्धन:

  • पदार्थ की कठपुतली ऊष्मीयता एक पदार्थ को 1°C तापमान वृद्धि के लिए आवश्यक ऊष्मा होती है।
  • पदार्थ की कठपुतली ऊष्मीयता तापमान के साथ वृद्धि करती है जबकि अणुओं की हलचल की आंपलेट बढ़ती है।

• इलेक्ट्रॉन गैस मॉडल और ऊष्मीय गुणों में इलेक्ट्रॉनिक योगदान:

  • धातुओं में, इलेक्ट्रॉन मनमुताव से चल सकते हैं और पदार्थ के ऊष्मीय गुणों में योगदान कर सकते हैं।
  • धातुओं के ऊष्मीय गुणों में इलेक्ट्रॉनिक योगदान आमतौर पर कठपुतली योगदान से कहीं छोटा होता है।

2. मैक्रोस्कोपिक प्रकार से ऊष्मीय गुण

• ऊष्मीयता क्षमता और विशेष ऊष्मीता:

  • माद्य की ऊष्मीयता क्षमता माद्य को 1°C तापमान वृद्धि करने के लिए आवश्यक ऊष्मा होती है।
  • विशेष ऊष्मीता माद्य प्रति इकाई मास माद्य की ऊष्मीयता होती है।

• तापीय विस्तार और तापमान आवर्धन:

• तापीय विस्तार का मतलब होता है किसी पदार्थ की लंबाई में वृद्धि जब इसका तापमान बढ़ाया जाता है।

• तापीय विस्तार विकासांक तापमान परिवर्तन प्रति इकाई लंबाई में प्रतिशत में वृद्धि होती है।

• ऊष्मीय परागता और तापमान आवर्धन:

  • ऊष्मीय परागता एक पदार्थ की ताप को संक्रमित करने की क्षमता होती है।
  • एक पदार्थ की ऊष्मीय परागता अपरिवर्तनीय अणुओं की हलचल की आंपलेट बढ़ने के साथ बढ़ती है।

• ताप का संक्रमण, वाहन और तापमान आवर्धन द्वारा ऊष्मीय आवंटन:

  • ताप संपर्क के माध्यम से (वस्तुओं के बीच सीधा संपर्क), पवह (एक द्रव का चंचलन) या प्रक्षेपण (विद्युतरेखा के माध्यम से) से साझा की जा सकती है।

• केंद्रीय सूत्र और इसका ऊष्मीय गुणों को समझने में उपयोग:

  • केंद्रीय सूत्र एक पदार्थ के दबाव, आयाम और तापमान के बीच संबंध है।
  • इसका उपयोग किया जा सकता है पदार्थ की ऊष्मीयता की गणना करने, जैसे कि इसकी ऊष्मीयता क्षमता और तापीय विस्तार संकेतक।

3. ठोस पदार्थों की ऊष्मीय गुण

• ठोस पदार्थ की कठपुतली ऊष्मीयता का डीबाइ मॉडल:

  • डीबाइ मॉडल एक सिद्धांतात्मक मॉडल है जो ठोस पदार्थों की कठपुतली ऊष्मीयता का वर्णन करता है।

• यह मान लेता है कि एक ठोस में एटम समय-समय पर तंत्रविहीन तत्वों में व्यवस्थित हो जाते हैं और एटमों के दहरण हारमोनिक होते हैं।

• ग्रुनाइजेन पैरामीटर और इसका महत्व:

  • ग्रुनाइजेन पैरामीटर एक ठोस में एटमाइक दहरण की अनियमितता का माप है।
  • इसे एक ठोस के आपूर्ति के वर्ग में हुए परिवर्तन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

• ठोसों का तापीय फैलन और यह तार संयोजन के साथ संबंध:

  • तापीय फैलन यह है कि जब एक ठोस का तापमान बढ़ाया जाता है तो उसकी लंबाई में वृद्धि होती है।
  • एक ठोस का तापीय फैलन ठोस में एटमों के दहरण के आम्पलीट्यूड से संबंधित होता है।

• ठोसों की तापीय चालकता और तापमान और क्रिस्टल संरचना पर आश्रितता:

  • तापीय चालकता एक ठोस की ऊष्मीयता को संचारित करने की क्षमता है।
  • एक ठोस की तापीय चालकता ऊष्मीयता के आम्पलीट्यूड बढ़ने के साथ साथ तापमान के साथ भी निर्भर करती है।
  • एक ठोस की तापीय चालकता उसकी क्रिस्टल संरचना पर भी निर्भर करती है।

4. तरलों की तापीय गुणधर्म

• तरलों की ऊष्मीयता और तापमान की आश्रितता:

  • एक तरल की ऊष्मीयता है कि 1 किलोग्राम तरल के तापमान को 1 °से बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा मात्रा है।
  • एक तरल की ऊष्मीयता बढ़ते तापमान के साथ उसके मोलेक्यूलों में ऊर्जावान होने की वजह से बढ़ती है।

• तरलों की तापीय फैलन और मूल्यांतरीय बाधाओं के साथ संबंध:

  • तापीय फैलन यह है कि जब एक तरल का आवर्धन तापमान बढ़ाया जाता है तो उसके आयाम में वृद्धि होती है।
  • एक तरल की तापीय फैलन तरल में मोलेक्यूलों के बीच मौजूद बाधाओं की मजबूती के साथ संबंधित होती है।

• तरलों की तापीय चालकता और तापमान और मोलेक्युलर संरचना पर आश्रितता:

  • तापीय चालकता एक तरल की ऊष्मीयता को संचारित करने की क्षमता है।
  • एक तरल की तापीय चालकता तापमान बढ़ने के साथ उसके मोलेक्यूलों में ऊर्जावान होने की वजह से बढ़ती है।
  • एक तरल की तापीय चालकता उसकी मोलेक्युलर संरचना पर भी निर्भर करती है।

5. गैसों की तापीय गुणधर्म

• गैसों का ऊष्मीयता और तापमान की आश्रितता:

  • एक गैस की ऊष्मीयता है कि 1 किलोग्राम गैस के तापमान को 1 °से बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा मात्रा है।
  • एक गैस की ऊष्मीयता बढ़ते तापमान के साथ उसके मोलेक्यूलों में ऊर्जावान होने की वजह से बढ़ती है।

• गैसों का तापीय फैलन और आदर्श गैस कानून के संबंध:

  • तापीय फैलन यह है कि जब एक गैस का आयाम तापमान बढ़ाता है तो उसके मद और तापमान के अनुसार दबाव के साथ संबंधित होता है।

• गैसों की तापीय चालकता और तापमान और मोलेक्युलर संरचना पर आश्रितता:

  • तापीय चालकता एक गैस की ऊष्मीयता को संचारित करने की क्षमता है।
  • एक गैस की तापीय चालकता तापमान और मोलेक्युलर संरचना के साथ बढ़ती है।

• फ़ेज़ ट्रांसीशन और वर्गीकरण (ठोस-तरल, तरल-वाष्पीय, ठोस-वाष्पीय):

• फ़ेज़ ट्रांसीशन एक पदार्थ की अवस्था में परिवर्तन होता है।

• तीन सबसे सामान्य फ़ेज़ ट्रांसीशन ठोस-तरल, तरल-वाष्पीय, और ठोस-वाष्पीय हैं।

• फ़ेज़ ट्रांसीशन तब होता है जब पदार्थ का तापमान या दबाव बदलता है।

• पिघलाने का उष्मा और वाष्पीकरण का उष्मा:

• पिघलाने का उष्मा एक पदार्थ को ठोस से तरल में घुलाने के लिए आवश्यक उष्मा मात्रा है।

• वाष्पीकरण का उष्मा एक पदार्थ को तरल से वाष्प में बनाने के लिए आवश्यक उष्मा मात्रा है।

• क्लॉज़ियस-क्लापेरॉन समीकरण और इसका फ़ेज़ ट्रांसीशन की समझ में उपयोग:

• क्लॉज़ियस-क्लापेरॉन समीकरण एक थर्मोडायनामिक समीकरण है जो फ़ेज़ ट्रांसीशन के दबाव और तापमान के बीच संबंध का वर्णन करता है।

• इसका उपयोग पिघलाने का उष्मा और वाष्पीकरण की गणना करने के लिए किया जा सकता है।

7. नैनोस्केल सामग्री की थर्मल गुणधर्मों

• आकार पर थर्मल गुणधर्मों का प्रभाव:

• नैनोस्केल सामग्री की थर्मल गुणधर्में बड़ी सामग्री की थर्मल गुणधर्मों से अलग होती हैं।

• इसका कारण यह है कि नैनोस्केल सामग्रियों में सतह-परिमाण अनुपात अधिक होता है।

• सामग्री की सतह आमतौर पर बड़ी सामग्री की तापीय अवधि से कम चुनिंदा होती है।

• क्वांटम संकीर्णता और इसका थर्मल परिवहन पर प्रभाव:

• क्वांटम संकीर्णता एक नैनोस्केल सामग्री में इलेक्ट्रॉन्स या फ़ोनान्स के गति को प्रतिबंधित करने का प्रभाव होता है।

• क्वांटम संकीर्णता सामग्री की थर्मल चालकता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकता है।

• नैनोस्केल सामग्री की थर्मल गुणधर्म (नैनोवायर, नैनोफिल्म, आदि):

• नैनोस्केल सामग्री सामग्री होती हैं जिनमें नैनोस्केल परियोजना होती है।

• नैनोस्केल सामग्री का आकार और आकार के कारण यह विशेष थर्मल गुणधर्म रख सकती हैं।

8. जैविक प्रणालियों की थर्मल गुणधर्म

• जैविक मोलेकुलों की उष्माधारण:

• जैविक मोलेक्यूलों की उष्माधारण जैविक मोलेक्यूलों के थर्मल स्थिरता को समझने के लिए महत्वपूर्ण होती है।

• प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड की उष्माधारण आमतौर पर कोशिकाओं और कार्बोहाइड्रेट्स की उष्माधारण से अधिक होती है।

• प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड की ऊष्मीकरण:

• प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड की ऊष्मीकरण उष्मा के कारण इनकी संरचना और कार्यक्षमता को खोते हैं।

• प्रोटीन या न्यूक्लिक एसिड की थर्मल ऊष्मीयन तापमान उस तापमान को कहता है जिस पर यह अपनी गतिविधि का 50% खो देता है।

• जैविक मेम्ब्रेन की थर्मल गुणधर्म:

• जैविक मेम्ब्रेन जीवित और उतकों को अपने आस-पास के वातावरण से अलग करने वाले पतले वस्त्र होते हैं।

• जैविक मेम्ब्रेन की थर्मल गुणधर्म सेलों की पूर्णता को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण होती है।

• जैविक प्रणालियों में ऊष्मा पारंपरिका:

• जैविक प्रणालियों में ऊष्मा पारंपरिका चालना, रसायनिक आवेश करना, और विकिरण से होता है।

गर्मी संवहनना जानवरों के शरीर का तापमान बनाए रखने और कोशिकाओं और अवयवों के तापमान को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक है।

संदर्भ:

• NCERT भौतिकी, कक्षा 11 और 12, भाग I और II