14. उष्णतेचे मापन व परिणाम

 

B. कोण खरं बोलतोय?

अ. पदार्थाचे तापमान ज्यूलमध्ये मोजतात.

उत्तर: खोटे

आ.उष्णता उष्ण वस्तूकडून थंड वस्तूकडे वाहते.

उत्तर: खरे

इ. उष्णतेचे एकक ज्यूल आहे.

उत्तर: खरे

ई. उष्णता दिल्याने वस्तू आकुंचन पावतात.

उत्तर: खोटे

उ. स्थायूचे अणू स्वतंत्र असतात.

उत्तर: खोटे

ऊ. उष्ण वस्तूच्या अणूंची सरासरी गतिज ऊर्जा थंड वस्तूंच्या अणूंच्या सरासरी गतिज ऊर्जेपेक्षा कमी असते.

उत्तर: खोटे

 

C. शोधाल तर सापडेल.

अ. तापमापी हे उपकरण .......... मोजण्यास वापरतात.

उत्तर: तापमापी हे उपकरण तापमान  मोजण्यास वापरतात.

 

आ.उष्णता मोजण्यास .......... हे उपकरण वापरतात.

उत्तर: उष्णता मोजण्यास कॅलरीमापी  हे उपकरण वापरतात.

इ. तापमान हे वस्तूतील अणूंच्या .......... गतिज  ऊर्जेचे प्रमाण असते.

उत्तर: तापमान हे वस्तूतील अणूंच्या सरासरी गतिज  ऊर्जेचे प्रमाण असते.

 

ई. एखाद्या वस्तूतील उष्णता ही त्यातील अणूंच्या.......... गतिज ऊर्जेचे प्रमाण असते.

उत्तर: एखाद्या वस्तूतील उष्णता ही त्यातील अणूंच्या एकूण  गतिज ऊर्जेचे प्रमाण असते.

२) निशिगंधाने चहा बनविण्यासाठी चहाचे घटक टाकून भांडे सौरचुलीत ठेवले. शिवानीने तसेच भांडे गॅसवर ठेवले. कोणाचा चहा लवकर तयार होईल व का?

उत्तर:  

                        शिवनीचा चहा लवकर तयार होईल. सौरुर्जेपेक्षा उष्णता पुरविण्याचा वेग गॅसचा जास्त आहे. त्यामुळे चहा तयार होण्यास आवश्यक असणारी उष्णता गॅस कमी वेळात पुरवतो, सौर ऊर्जेद्वारे चहाला उष्णता हळूहळू मिळते. म्हणून शिवणीचा चहा निशिगंधापेक्षा लवकर तयार होईल.

 

3. थोडक्यात उत्तरे द्या.

अ. वैद्यकीय तापमापीचे वर्णन करा. त्यात व प्रयोगशाळेत  वापरल्या जाणाऱ्या तापमापीत कोणता फरक असतो?  

उत्तर:

वैद्यकीय तापमापीच्या सहाय्याने शरीराचे तापमान मोजले जाते. यामध्ये एक काचेची अरुंद नळी असते जिच्या एका टोकाकडे एक फुगा असतो. या फुग्यात अल्कोहोल भरलेले असते. ज्या वस्तूचे तापमान मोजायचे असते त्या वस्तूच्या संपर्कात तापमापीचा फुगा काही काळ ठेवला जातो. त्यामुळे त्याचे तापमान वस्तूच्या तापमाना एवढे होते. वाढलेल्या तापमानामुळे अल्कोहोलचे प्रसरण होते व नळीतील त्याची पातळी वाढते. वैद्यकीय तापमापीत सुमारे 35 डिग्री ते 42 डिग्री 0 C या दरम्यान तापमान मोजता येते. आजकाल वैद्यकीय उपयोगासाठी वरील प्रकारच्या तापमापीऐवजी डिजिटल तापमापी वापरली जाते.

प्रयोगशाळेत वापरल्या जाणाऱ्या तापमापिचा तापमान मोजण्याचा आवाका मोठा असतो. त्याद्वारे 40डिग्री  ते 110 डिग्री मधील, किंवा त्याहूनही कमी किंवा अधिक तापमान मोजता येते. दिवसभरातील किमान व कमाल तापमानाचे मापन करण्यासाठी एक विशिष्ट प्रकारची तापमापी वापरतात ज्यास कमाल-किमान तापमापी म्हणतात.

 

आ.उष्णता व तापमानात काय फरक आहे? त्यांची एकके  कोणती?

उत्तर:

1                             पदार्थ हा अणूंपासून बनलेला असतो. पदार्थातील अणू सतत गतिशील असतात. त्यांच्या गतिज ऊर्जेचे एकूण प्रमाण हे त्या पदार्थातील उष्णतेचे मापक असते तर तापमान हे अणूंच्या सरासरी गतिज ऊर्जेवर अवलंबून असते. दोन वस्तूंतील अणूंची सरासरी गतिज ऊर्जा समान असल्यास त्यांचे तापमान समान असते. तापमान सेल्सिअस, फॅरेनहाईट व केल्व्हीन या तीन एककांत तर उष्णता ज्युल या एककात मोजतात.

 

इ. कॅलरीमापीची रचना आकृतीसह समजवा.

उत्तर:

१)                                वस्तूतील उष्णता मोजण्यासाठी कॅलरीमापी हे उपकरण वापरले जाते. या उपकरणाद्वारे एखाद्या रासायनिक किंवा भौतिक प्रक्रियेमध्ये बाहेर पडणाऱ्या किंवा शोषित होणाऱ्या उष्णतेचे मापन आपण करू शकतो.

२)                               कॅलरीमापी मध्ये  एखाद्या थर्मास फ्लास्कप्रमाणेच आत व बाहेर अशी दोन भांडी असतात ज्यामुळे आतील भांड्यात ठेवलेल्या वस्तूंतील उष्णता आतून बाहेर जाऊ शकत नाही व तसेच उष्णता बाहेरून आत देखील येऊ शकत नाही.

 

ई. रेल्वेच्या रुळांत ठराविक अंतरावर फट का ठेवली जाते हे स्पष्ट करा.

उत्तर: 

                        कोणत्याही पदार्थास उष्णता दिली गेल्यास त्याचे तापमान वाढते तसेच त्याचे प्रसरण होते. उष्णतेमुळे स्थायू, द्रव व वायू अशा सर्व पदार्थांचे प्रसरण होते. रेल्वेचे रूळ हे लोहा पासून बनलेले असतात. हिवाळ्यामध्ये तापमान कमी असल्याने रेल्वेचे रूळ त्यांच्या मुळ स्थितीत असतात. उन्हाळ्यामध्ये तापमान वाढल्याने रेल्वेचे रूळ प्रसरण पावतात त्यामुळे त्यांची लांबी वाढते. जर दोन रुळांमध्ये फट नाही ठेवली तर रुळांना प्रसारण होण्यास जागा मिळणार नाही व ते वाकडे होतील. आणि अपघात होण्याचा धोका वाढेल. म्हणून अपघात टाळण्यासाठी रेल्वेरुळांमध्ये ठराविक अंतर ठेवले जाते.

उ. वायूचा व द्रवाचा प्रसरणांक म्हणजे काय हे सूत्रांद्वारे  स्पष्ट करा

उत्तर: 

                    वायूला ठराविक आकारमानही नसते. वायूला उष्णता दिल्यावर त्याचे प्रसरण होते, परंतु वायू एका ठराविक आकाराच्या बाटलीत बंदिस्त केलेला असल्यास त्याचे आकारमान वाढू शकत नाही व त्याचा दाब वाढतो. त्यामुळे दाब स्थिर ठेवून वायूचे प्रसरण मोजले जाते. अशा प्रसरणांकास स्थिर दाब प्रसरणांक म्हणतात. तो खालील सूत्राने दिला जातो. 

4. खालील उदाहरणे सोडवा.

अ. फॅरेनहाईट एककातील तापमान किती असल्यास ते सेल्सिअस एककातील तापमानाच्या दुप्पट असेल?(उत्तर : 320 0F)

उत्तर:

 

 

आ.एक पूल 20 m लांबीच्या लोखंडाच्या सळईने तयार  केला आहे. तापमान 18 0C असताना दोन सळयांत 4 cm अंतर आहे. किती तापमानापर्यंत तो पूल सुस्थितीत राहील? (उत्तर : 35.4 0C)

उत्तर:

 

इ. आयफेल टॉवरची उंची 15 0C वर 324 m असल्यास, व तो टॉवर लोखंडाचा असल्यास, 30 0C ला त्याची  उंची कि ती cm ने वाढेल? (उत्तर : 5.6 cm)

उत्तर:

 

 

ई. अ व ब पदार्थांचा विशिष्ट उष्मा क्रमशः c व 2c  आहे. अ ला Q व ब ला 4Q एवढी उष्णता दिली  गेल्यास त्यांच्या तापमानात समान बदल होतो. जर अ चे वस्तुमान m असेल तर ब चे वस्तुमान किती असेल?  (उत्तर : 2 m)

उत्तर:

 

उ. एक 3 kg वस्तुमानाची वस्तू 600 कॅलरी ऊर्जाप्राप्त  करते तेव्हा तिचे तापमान 10 0C पासून 70 0 C पर्यंत  वाढते. वस्तूच्या पदार्थाचा विशिष्ट उष्मा किती आहे?

(उत्तर : 0.0033 cal /(gm 0C)

उत्तर: