इकाई 5: ऊष्मा एवं ताप (Heat & Temperature)
1. ताप एवं उसका मापन
किसी वस्तु की गर्माहट या ठंडेपन की माप को ताप कहते हैं।
मात्रक संबंध:
स्वस्थ मनुष्य का शरीर का ताप: 37°C या 98.6°F
2. ऊष्मा के मात्रक
- SI मात्रक: जूल (J)
- कैलोरी: 1 ग्राम जल का ताप 1°C बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा।
- संबंध: 1 कैलोरी = 4.18 जूल
3. ऊष्मा स्थानांतरण की विधियाँ
| विधि | किसमें होती है? | विशेषता |
|---|---|---|
| चालन (Conduction) | ठोस (Solids) | अणु अपना स्थान नहीं छोड़ते। |
| संवहन (Convection) | द्रव एवं गैस | गर्म अणु स्वयं ऊपर जाते हैं। |
| विकिरण (Radiation) | निर्वात/माध्यम की जरूरत नहीं | प्रकाश की गति से चलती है। |
4. अवस्था परिवर्तन
गलनांक: वह ताप जिस पर ठोस द्रव बने (बर्फ = 0°C)
क्वथनांक: वह ताप जिस पर द्रव उबलने लगे (जल = 100°C)
ऊर्ध्वपातन: ठोस से सीधे गैस बनना (उदाहरण: कपूर)
5. सुचालक और कुचालक
सुचालक (Conductors): लोहा, ताँबा, एल्युमीनियम।
कुचालक (Insulators): लकड़ी, काँच, प्लास्टिक, ऊन।
पाठ्य पुस्तक में दिए गए अभ्यास प्रश्नों के उत्तर यहाँ दिए गए हैं:
अभ्यास प्रश्न एवं समाधान (इकाई 5: ऊष्मा एवं ताप)
1. निम्नलिखित प्रश्नों के सही विकल्प चुनकर लिखिये –
- क. द्रव के गैस में बदलने की क्रिया को कहते हैं – (अ) गलनांक (ब) हिमांक (स) वाष्पीकरण (द) संघनन उत्तर: (स) वाष्पीकरण
- ख. द्रवों में ऊष्मा संचरण होता है – (अ) चालन द्वारा (ब) संवहन द्वारा (स) विकिरण द्वारा (द) इनमें से कोई नहीं उत्तर: (ब) संवहन द्वारा
- ग. जल का क्वथनांक होता है – (अ) 10⁰C(ब) 100⁰C(स) 120⁰C (द) 40⁰C उत्तर: (ब) 100⁰C
- घ. ऊष्मीय ऊर्जा का मात्रक है – (अ) मीटर (ब) जूल (स) डिग्री सेल्सियस (द) किलोग्राम उत्तर: (ब) जूल
- ङ. ऊष्मा का कुचालक है – (अ) लोहा (ब) ऐलुमिनियम (स) स्टील (द) काँच उत्तर: (द) काँच
- उत्तर: (द) काँच
2. निम्नलिखित कथनों में सही (✅)और गलत (❎)का चिन्ह लगाइए –
- क. किसी वस्तु को गर्म करने पर उसका ताप घटता है। उत्तर: ❎ (ताप बढ़ता है)
- ख. ठोस वस्तुओं में ऊष्मा का संचरण चालन द्वारा होता है। उत्तर: ✅
- ग. वस्तु द्वारा ली गयी ऊष्मा वस्तु के द्रव्यमान पर निर्भर करती है। उत्तर: ✅
- घ. अवस्था परिवर्तन के समय वस्तु का ताप स्थिर रहता है। उत्तर: ✅
- ङ. पारा ऊष्मा का कुचालक है। उत्तर: ❎ (पारा धातु है और ऊष्मा का सुचालक
3. रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए –
- क. ताप का SI मात्रक केल्विन है।
- ख. गलते हुए बर्फ का ताप 0⁰C होता है।
- ग. किसी ठोस के द्रव में बदलने की क्रिया गलनांक कहलाती है।
- घ. विकिरण विधि द्वारा ऊष्मा स्थानान्तरण में माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है।
- ङ. बर्तन का हत्था बनाने में कुचालक (जैसे- लकड़ी या प्लास्टिक) का प्रयोग किया जाता है।
4. कॉलम (क) और कॉलम (ख) का मिलान कीजिए –
| कॉलम (क) | कॉलम (ख) |
|---|---|
| क. किसी वस्तु का ताप | स. तापमापी द्वारा मापते हैं |
| ख. ठोस में ऊष्मा स्थानान्तरण | अ. चालन द्वारा होता है |
| ग. स्टील ऊष्मा का | द. सुचालक है |
| घ. वस्तुओं के गर्म करने पर | ब. उसके आयतन में प्रसार होता है |
5. वर्णनात्मक प्रश्नों के उत्तर एवं चित्र
प्रश्न 7: रेल की पटरी जोड़ते समय उनके बीच थोड़ी जगह क्यों छोड़ते हैं?
उत्तर: ठोस गर्म करने पर फैलते हैं। गर्मियों में रेल की पटरी ऊष्मीय प्रसार के कारण फैलती है। यदि संधियों के बीच जगह न छोड़ी जाए, तो पटरी टेढ़ी हो सकती है जिससे दुर्घटना का खतरा रहता है।
प्रश्न 8: सुचालक तथा कुचालक पदार्थों में अन्तर स्पष्ट कीजिए।
उत्तर:
- सुचालक: जिन पदार्थों से ऊष्मा का संचरण सुगमता से होता है, जैसे- लोहा, एल्युमीनियम।
- कुचालक: जिन पदार्थों में ऊष्मा का संचरण सुगमता से नहीं होता, जैसे- लकड़ी, काँच।
प्रश्न 13: समान पदार्थ के दो टुकड़ों का द्रव्यमान क्रमशः 2 kg तथा 4 kg है। समान ऊष्मा देने पर किसका ताप अधिक बढ़ेगा?
उत्तर: 2 kg वाले टुकड़े का ताप अधिक बढ़ेगा। क्योंकि किसी वस्तु के ताप में वृद्धि उसके द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होती है (Q = mc∆ t); कम द्रव्यमान वाली वस्तु का ताप तेजी से बढ़ता है।