गर्मी हस्तांतरित: सूत्र, कैसे इसकी गणना करें और हल किए गए अभ्यास - शारीरिक - 2025

गर्मी हस्तांतरित अलग अलग तापमान पर दो संस्थाओं के बीच ऊर्जा के हस्तांतरण है। उच्च तापमान वाला व्यक्ति कम तापमान वाले को गर्मी देता है। चाहे कोई शरीर गर्मी देता है या अवशोषित करता है, उसका तापमान या भौतिक स्थिति उस सामग्री के द्रव्यमान और विशेषताओं के आधार पर भिन्न हो सकती है जहां से इसे बनाया गया है।

एक अच्छा उदाहरण कॉफी के स्टीमिंग कप में है। जिस धातु के चम्मच से चीनी को हिलाया जाता है, वह गर्म हो जाता है। यदि इसे लंबे समय तक कप में छोड़ दिया जाता है, तो कॉफी और एक धातु का चम्मच अपने तापमान को बराबर कर देगा: कॉफी शांत हो जाएगी और गर्मी चम्मच में स्थानांतरित हो जाएगी। कुछ गर्मी वातावरण में पारित हो जाएगी, क्योंकि सिस्टम अछूता नहीं है।

कॉफी और चम्मच थोड़ी देर के बाद थर्मल संतुलन में आते हैं। स्रोत: पिक्साबे

जैसे-जैसे तापमान बराबर होता है, थर्मल संतुलन पर पहुँच गया है।

यदि आपने एक प्लास्टिक चम्मच के साथ एक ही परीक्षण किया, तो आप निश्चित रूप से ध्यान देंगे कि यह धातु के रूप में जल्दी से गर्म नहीं होता है, लेकिन यह अंततः कॉफी और इसके चारों ओर सब कुछ के साथ संतुलन में आ जाएगा।

ऐसा इसलिए है क्योंकि धातु प्लास्टिक की तुलना में बेहतर गर्मी का संचालन करती है। दूसरी ओर, निश्चित रूप से कॉफी गर्म चॉकलेट या अन्य पेय की तुलना में एक अलग दर पर गर्मी पैदा करता है। इसलिए प्रत्येक वस्तु द्वारा दी गई या अवशोषित की गई गर्मी इस बात पर निर्भर करती है कि वह किस पदार्थ या पदार्थ से बनी है।

इसमें क्या और सूत्र शामिल हैं

ताप हमेशा एक वस्तु और दूसरे के बीच तापमान के अंतर के कारण ऊर्जा के प्रवाह या पारगमन को संदर्भित करता है।

यही कारण है कि हम गर्मी हस्तांतरित या अवशोषित गर्मी की बात करते हैं, चूंकि किसी तरह से गर्मी या ऊर्जा को जोड़ने या निकालने से तत्व के तापमान को संशोधित करना संभव है।

सबसे अधिक गर्म वस्तु जो गर्मी देती है, उसे आमतौर पर क्यू कहा जाता है। यह मान उस वस्तु के द्रव्यमान के समानुपाती होता है। एक बड़े द्रव्यमान वाला एक शरीर एक कम द्रव्यमान वाले दूसरे की तुलना में अधिक गर्मी देने में सक्षम है।

तापमान अंतराल

गर्मी हस्तांतरण की गणना में एक अन्य महत्वपूर्ण कारक गर्मी हस्तांतरण वस्तु द्वारा अनुभव तापमान में अंतर है। इसे and T के रूप में दर्शाया जाता है और इसकी गणना निम्न प्रकार से की जाती है:

अंत में, हस्तांतरित गर्मी की मात्रा भी वस्तु की प्रकृति और विशेषताओं पर निर्भर करती है, जिसे मात्रा में संक्षेप में संक्षेपित किया जाता है जिसे सामग्री की विशिष्ट गर्मी कहा जाता है, जिसे c के रूप में दर्शाया जाता है।

तो अंत में स्थानांतरित गर्मी के लिए अभिव्यक्ति निम्नलिखित है:

में देने का कार्य एक नकारात्मक संकेत का प्रतीक है।

किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा और ताप क्षमता

विशिष्ट गर्मी 1 heatC द्वारा पदार्थ के 1 ग्राम के तापमान को बढ़ाने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा है। यह सामग्री का आंतरिक गुण है। अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में इसकी इकाइयाँ हैं: जूल / किग्रा। K (डिग्री केल्विन में किलोग्राम x तापमान के बीच जूल)।

ताप क्षमता C एक लिंक्ड कॉन्सेप्ट है, लेकिन वस्तु के द्रव्यमान में शामिल होने के बाद से थोड़ा अलग है। ताप क्षमता को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है:

इसकी SI इकाइयाँ जूल / K हैं। तो जारी की गई ऊष्मा को भी समान रूप से व्यक्त किया जा सकता है:

इसकी गणना कैसे करें?

किसी वस्तु द्वारा हस्तांतरित ऊष्मा की गणना करने के लिए, यह जानना आवश्यक है:

- पदार्थ का विशिष्ट ताप जो ऊष्मा देता है।

- उक्त पदार्थ का द्रव्यमान

- प्राप्त करने के लिए अंतिम तापमान

कई सामग्रियों के लिए विशिष्ट गर्मी मान प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किए गए हैं और तालिकाओं में उपलब्ध हैं।

calorimetry

अब, यदि यह मान ज्ञात नहीं है, तो थर्मामीटर और पानी के साथ थर्मामीटर में पानी की सहायता से इसे प्राप्त करना संभव है: कैलीमीटर। इस उपकरण का एक आरेख चित्र में दिखाया गया है जो व्यायाम 1 के साथ होता है।

पदार्थ का एक नमूना एक निश्चित तापमान पर पानी की मात्रा में डूब जाता है जिसे पहले मापा जा चुका है। अंतिम तापमान मापा जाता है और प्राप्त मूल्यों के साथ सामग्री की विशिष्ट गर्मी निर्धारित की जाती है।

परिणाम को सारणीबद्ध मानों के साथ तुलना करके, यह जाना जा सकता है कि यह कौन सा पदार्थ है। इस प्रक्रिया को कैलोरीमेट्री कहा जाता है।

ऊष्मा संतुलन ऊर्जा के संरक्षण द्वारा किया जाता है:

क्यू _उपज + क्यू _{अवशोषित =}

हल किया हुआ व्यायाम

अभ्यास 1

25:C के तापमान पर 500 एमएल पानी में 150 inC के तापमान पर 0.35 किलो तांबे का टुकड़ा पेश किया जाता है।

ए) अंतिम संतुलन तापमान

b) इस प्रक्रिया में कितनी ऊष्मा प्रवाहित होती है?

डेटा

एक बुनियादी कैलोरीमीटर की योजनाबद्ध: पानी में एक अछूता कंटेनर और तापमान में बदलाव को मापने के लिए एक थर्मामीटर। एल स्रोत: डॉ। तिलहुन टेसेफ़े

उपाय

a) कॉपर गर्मी देता है जबकि पानी इसे अवशोषित करता है। जैसा कि सिस्टम बंद माना जाता है, केवल पानी और नमूना गर्मी संतुलन में हस्तक्षेप करते हैं:

दूसरी ओर, 500 एमएल पानी के द्रव्यमान की गणना करना आवश्यक है:

इन आंकड़ों के साथ पानी के द्रव्यमान की गणना की जाती है:

प्रत्येक पदार्थ में गर्मी के लिए समीकरण उठाया जाता है:

हमारे पास परिणामों की समानता:

यह एक अज्ञात के साथ एक रेखीय समीकरण है, जिसका समाधान है:

ख) उष्मा की मात्रा जो बहती है वह तबादला या उष्मा अवशोषित होती है:

क्यू _{झुकेंगे} = - 134.75 (32.56 - 150) जे = 15,823 जम्मू

क्यू _{अवशोषित} = 2093 (32.56 - 25) जे = 15823 जे

व्यायाम २

तांबे का एक 100 ग्राम टुकड़ा एक तापमान पर टी _ओ में गरम किया जाता है और फिर 150 ग्राम तांबे के कैलोरीमीटर में 200 ग्राम पानी में 16ºC पर रखा जाता है। संतुलन में एक बार अंतिम तापमान 38 होता है। º C. जब कैलोरीमीटर और इसकी सामग्री का वजन किया जाता है, तो यह पाया जाता है कि 1.2 ग्राम पानी वाष्पित हो गया है। प्रारंभिक तापमान टी _o क्या था ?

उपाय

यह अभ्यास पिछले एक से अलग है, क्योंकि यह माना जाना चाहिए कि कैलोरीमीटर भी गर्मी को अवशोषित करता है। तांबे के टुकड़े द्वारा छोड़ी गई गर्मी निम्नलिखित में से सभी में निवेश की जाती है:

- कैलोरीमीटर (200 ग्राम) में पानी गर्म करें

- उस कॉपर को गर्म करें जिसमें से कैलोरीमीटर (150 ग्राम) बनाया गया है

- 1.2 ग्राम पानी का भाप लें (एक चरण परिवर्तन के लिए ऊर्जा की भी आवश्यकता होती है)।

इस प्रकार:

- 38.5। (38 - टी _ओ) = 22397.3

100 couldC तक 1.2 ग्राम पानी लाने के लिए आवश्यक गर्मी पर भी विचार किया जा सकता था, लेकिन यह तुलना में काफी कम राशि है।

संदर्भ

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