04.01.01 – උෂ්ණත්වය සහ උෂ්ණත්ව පරිමාණ

0
648

තාපය යනු ආලෝකය,ධ්වනිය හා විද්‍යුතය මෙන් ම තවත් ශක්ති ප්‍රභේදයකි.

වස්තුවක ගබඩා වී ඇති අභ්‍යන්තර ශක්ති එක් වස්තුවක සිට අනෙකට ගලා යන්නේ තාපය ලෙසිනි.

මෙම තාප සංක්‍රමණය ආකාර කිහිපයකට සිදු විය හැකි අතර ඒ සඳහා මාධ්‍යයක් අවශ්‍ය ම නොවේ.

මෙම තාප සංක්‍රමණය සඳහා අත්‍යාවශ්‍ය ම කාරණය වන්නේ තාප සංක්‍රමණය වන වස්තූන් අතර හෝ පරිසර අතර උෂ්ණත්ව වෙනසක් පැවතීමයි.

තාප ශක්තිය සෑම විටම උෂ්ණත්වය වැඩි ස්ථානයේ සිට අඩු ස්ථානයට ගලා යයි.

තාප ශක්තිය මනින S.I. ඒකකය වන්නේ ජූලයයි (J).

ප්‍රායෝගික කටයුතු වල දී තාප ශක්තිය මැනීම සඳහා කැලරි (cal) නමැති ඒකකය ද යොදා ගනු ලැබේ.

1cal = 4.81J

උෂ්ණත්වමිතිය

උෂ්ණත්වය

වස්තුවක ගබඩා අභ්‍යන්තර ශක්තියේ ප්‍රමාණය තීරණය කරනු ලබන එක් ලක්ෂණයක් වන්නේ උෂ්ණත්වයයි.

රත් වූ වස්තුවක සිට සිසිල් වස්තුවකට ගලා යන්නේ තාපය මිස උෂ්ණත්වය නොවේ.

එසේ ශක්තිය ගලා යාම නිසා වෙනස් වන්නේ උෂ්ණත්වයයි.

තාපජ සමතුලිතතාවය

කිසියම් තාප ගතික පද්ධතියකින් තාපය පිට වන සීඝ්‍රතාවය, එම පද්ධතිය පිටතින් තාපය උරා ගන්නා සීඝ්‍රතාවයට සමාන නම් එය තාපජ සමතුලිතතාවයේ පවතින්නේ යැයි කියනු ලැබේ.

තාප ගති විද්‍යාවේ ශුන්‍යාදී නියමය

A හා B නැමැති තාප ගතික පද්ධති දෙකක් C නම් වෙනත් පද්ධතියක් සමඟ වෙන වෙනම තාපජ සමතුලිතතාවයේ පවතී නම්, A හා B තාපජ සමතුලිතතාවයේ පවතී.

  • A, B හා C නැමැති තාපගතික පද්ධති තුනම තාපජ සමතුලිතතාවයේ පවතී නම් එසේ තාපජ සමතුලිතතාවයේ පවතින බව නිරූපණය වන සේ A, B හා C යන පද්ධති තුනටම පොදු වූ යම් ලක්ෂණයක් තිබිය යුතුයි.
  • මෙම ලක්ෂණය උෂ්ණත්වයයි.

උදා:

එකම උෂ්ණත්වයේ පවතින A  හා B වස්තූන් දෙක සලකන්න.

මෙම වස්තුන් දෙකෙන් එකකින් අනෙකට තාපය ගලා යා හැකි වන පරිදි තබා ඇත්තේ යැයි සිතන්න.

මෙවිට මෙම  එක වස්තුවක් මගින් අනෙකට ගලා යන ශුද්ධ තාපය ශුන්‍ය වේ.

එනම් මෙම වස්තූන් දෙක තාපජ සමතුලිතතාවයේ පවතී.

  • උෂ්ණත්වය මැනීමේ ඒකකය කෙල්වින් (K) වේ. තවද උෂ්ණත්වය මැනීම සඳහා c.g.s. අංකනයෙන්  සෙල්සියස් (0C) ද, බ්‍රිතන්‍ය අංකනයෙන් ෆැරන්හයිට් (0F) ද යොදා ගනී.

උෂ්ණත්ව පරිමාණ

  • කිසියම් ස්ථනයක උෂ්ණත්වය ප්‍රමාණාත්මකව ඉදිරිපත් කිරීම උෂ්ණත්ව පරිමාණයකට අනුව සිදු කෙරේ.
  • ඒ අනුව උෂ්ණත්ව පරිමාණයක් මගින් විවිධ උෂ්ණත්ව, සංඛ්‍යාත්මක අගයන් සහ ඒකක යොදාගෙන ඉදිරිපත් කළ හැක.
  • එසේම උෂ්ණත්වමිතික ගුණයක් යොදාගෙන උෂ්ණත්වමනයක් නිර්මාණය කළ පසු එය උෂ්ණත්ව පරිමාණයකට අනුව ක්‍රමාංකනය කළ යුතුයි.
  • උෂ්ණත්ව පරිමාණ, උෂ්ණත්වමිතික ගුණ මත රඳා නොපවතී.
  • උෂ්ණත්ව පරිමාණයකට අර්ථ දක්වනු ලබන්නේ කිසියම් අචල ලක්ෂ්‍යක් හෝ අචල ලක්ෂ්‍ය දෙකක් පදනම් කර ගෙනයි.
  • අචල ලක්ෂ්‍යකට කිසියම් විශේෂිත තත්ත්ව යටතේ නිශ්චිත උෂ්ණත්වයක් පවතින අතර එම උෂ්ණත්වය ඕනෑම විටක අදාල විශේෂිත තත්ත්ව යටතේ ඇති කළ හැකි විය යුතුයි.
  • උෂ්ණත්ව පරිමාණ අර්ථ දැක්වීමේදී යොදා ගත හැකි අචල ලක්ෂ්‍ය තුනකි.

අයිස් ලක්ෂ්‍යය

සම්මත වායුගෝලීය පීඩනය (රසදිය 760) යටතේ සංශුද්ධ අයිස් ජලය සමඟ සමතුලිත වී පවතින උෂ්ණත්වය නැතහොත් සංශුද්ධ අයිස් දියවන උෂ්ණත්වය, අයිස් ලක්ෂ්‍ය ලෙසින් හඳුන්වනු ලැබේ. මෙයට ජලයේ හිමාංකය නැතහොත් සම්මත පහළ අචල උෂ්ණත්වය ලෙසින් හඳුන්වනු ලැබේ.

හුමාල අංකය

සම්මත වායුගෝලීය පීඩනය යටතේ සංශුද්ධ ජලය, හුමාලය සමඟ සමතුලිත වී ඇති උෂ්ණත්වය, ජලය නටන උෂ්ණත්වය, හුමාල ලක්ෂ්‍යය ලෙසින් හඳුන්වනු ලැබේ.

ත්‍රික ලක්ෂ්‍යය

සංශුද්ධ අයිස්, සංශුද්ධ ජලය සහ සංශුද්ධ ජල වාෂ්ප එකිනෙක සමතුලිත වී පවතින උෂ්ණත්වය, ජලයේ ත්‍රික ලක්ෂ්‍යය ලෙසින් හඳුන්වනු ලැබේ. මෙහි උෂ්ණත්වය අයිස් ලක්ෂ්‍යයට වඩා ඉතා කුඩා ප්‍රමාණයකින් වැඩිය.

කෙල්විනයේ(K) අර්ථ දැක්වීම

සංශුද්ධ ජලයේ ත්‍රික ලක්ෂ්‍යයේ උෂ්ණත්වයෙන් 273.16 න් එක් කොටසක් 1 කෙල්විනයක්(K) ලෙස අර්ථ දැක්වේ.

සෙල්සියසයේ(0C) අර්ථ දැක්වීම

සංශුද්ධ ජලයේ අයිස් අංකයේත්, හුමාල අංකයේත් අතර උෂ්ණත්ව අන්තරයෙන් 100 න් 1 කොටසක් 1 සෙල්සියසයක් ලෙස අර්ථ දැක්වේ.

ෆැරන්හයිටයේ(0F) අර්ථ දැක්වීම

සංශුද්ධ ජලයේ හුමාල අංකයේත්, අයිස් අංකයේත් උෂ්ණත්ව අන්තරයෙන් 180 න් 1 කොටසක් 1 ෆැරන්හයිටයක් ලෙස අර්ථ දැක්වේ.

*උෂ්ණත්ව අන්තර සැලකීමේදී, 10C=1K නමුත් සෙල්සියස් පරිමාණය හා කෙල්වින් පරිමාණය එකම නොවේ.

*මෙම පරිමාණ තුනම රේඛීය වේ.

අචල ලක්ෂ්‍යය උෂ්ණත්ව  පරිමාණයඅයිස් අංකයජලයේ ත්‍රික ලක්ෂ්‍යයහුමාල අංකය
කෙල්වින්(K)273.15273.16373.15
සෙල්සියස්(0C)00.01100
ෆැරන්හයිට්(0F)3232.018212

උෂ්ණත්ව පරිමාණ

උෂ්ණත්ව පරිමාණයේ  θH උෂ්ණත්වයේ දී උෂ්ණත්වමිතික ගුණයට අදාල භෞතික රාශියේ පෙන්වන අගය XH ද,

θL උෂ්ණත්වයේදී උෂ්ණත්වමිතික ගුණයට අදාල  භෞතික රාශියේ පෙන්වන අගය XL ද නම්,

කිසියම් අඥාත θ උෂ්ණත්වයකට අදාල භෞතික රාශියේ අගය X නම්,

මෙම පරිමාණ දෙකම රේඛීය වන නිසා,

θ උක්ත කිරීමෙන්,

සෙල්සියස් පරිමාණය

උෂ්ණත්වමානයක යොදාගන්නා උෂ්ණත්වමිතික ගුණයට අදාල භෞතික X රාශිය ‍යයි සිතමු. සෙල්සියස් උෂ්ණත්ව පරිමාණයට අනුව අයිස් ලක්ෂ්‍යයට(00C) අදාල මෙම භෞතික රාශියේ අගය XL ද, හුමාල ලක්ෂ්‍යය(1000C) ට අදාල භෞතික රාශියේ අගය XH ද නම් කිසියම් අඥාත θ උෂ්ණත්වයකට අනුරූප එහි අගය Xθ යැයිද ගනිමු.

නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්ව පරිමාණය (කෙල්වින් පරිමාණය)

උෂ්ණත්වමානයක යොදා ගන්නා උෂ්ණත්වමිතික ගුණයකට අදාල භෞතික රාශිය X යැයි සිතමු. තාපගතික උෂ්ණත්ව පරිමාණයට අනුව ජලයේ ත්‍රික ලක්ෂ්‍යයට අදාල මෙම භෞතික රාශියේ අගය XTR ද, T කිසියම් අඥාත උෂ්ණත්වයකදී එහි අගය XT යයිද ගනිමු.

උදා:

  • ක්‍රමාංකනය නොකරන ලද උෂ්ණත්වමානයක රසදිය කඳ හුමාලයේ තැබූ විට 12cm පිහිටුමේ ද, දියවන අයිස් වල තැබූ විට 2cm පිහිටුමේ ද ලවණ ජලයේ තැබූ විට 4cm පිහිටුමේද පවතී. ලවණ ජලයේ දළ උෂ්ණත්වය වනුයේ,

1) 20C                   2) 200C                3) 330C                4) 400C                5) 800C                                (1993 A/L)

පිළිතුර:- මෙහිදී සියලුම පිළිතුරු ලබා දී ඇත්තේ සෙල්සියස් පරිමාණය භාවිතයෙන් නිසා,

Xθ = 4cm  , XL = 2cm , XH=12cm

නිවැරදි පිළිතුර 2 වේ.

උෂ්ණත්ව පරිමාණයක අගයක් තවත් උෂ්ණත්ව පරිමාණයකින් ප්‍රකාශ කිරීම

මෙලෙස ප්‍රකාශ කිරීමට උෂ්ණත්ව පරිමාණ දෙකෙහිම නිශ්චිත උෂ්ණත්ව දෙකක පරිමාණ පාඨාංක දැන සිටිය යුතුයි.

මෙම පරිමාණ දෙකම රේඛීය නම් උෂ්ණත්ව අන්තරයන් අතර අනුපාතයන් සමාන වේ.

සම්මත කෙල්වින්, සෙල්සියස් හා ෆැරන්හයිට් පරිමාණ අතර සම්බන්ධතාවය ව්‍යුත්පන්න කරමු.

මෙම පරිමාණ තුනම රේඛීය වන නිසා, මෙම පරිමාණ වල පරතර අතර අනුපාත ද, සමාන වේ. එනම්,

සහ

යන සමීකරණ තෘප්ත වේ.

T  හා θ අතර සම්බන්ධතාව තවදුරටත් සුලු කිරීමෙන්,

T=θ+273.15

Video Links:

Results

#1. ද්‍රව - වීදුරු උෂ්ණත්වමානයක් පිළිබඳ ව සිදු කර ඇති පහත ප්‍රකාශ අතුරෙන් අසත්‍ය ප්‍රකාශය වනුයේ,

#2. සුදුසු ලෙස සකස් කරන ලද නියත පරිමා වායු උෂ්ණත්වමානයක බල්බයත් පීඩනමානයත් අතර කේශික නළයක් තිබීමට හේතුව,

#3. උෂ්ණත්වමානයක් සම්බන්ධයෙන් පහත දක්වා ඇති ප්‍රකාශ සලකා බලන්න.

A. රසදිය උෂ්ණත්වමානයක බල්බය විශාල කිරීමෙන් සංවේදීතාව වැඩි කරගත හැකි වුවත්, නිරවද්‍යතාවය අඩුය.
B. කුඩා උෂ්ණත්ව වෙනසකට වුවද පීඩනයේ විචලනය ඉතා විශාල නිසා නියත පරිමා උෂ්ණත්වමානයක සංවේදීතාවය වැඩිය.
C. අනෙකුත් උෂ්ණත්වමාන වලට වඩා තාප විද්‍යුත් යුග්ම උෂ්ණත්වමානයේ තිබෙන විශේෂ වාසියක් වන්නේ එමගින් පමණක් සීඝ්‍රයෙන් වෙනස් වන උෂ්ණත්ව මැනීමට හැකි වීමය.

ඉහත ප්‍රකාශ වලින් සත්‍ය වන්නේ,

#4. 0°C දී නියත පීඩන වායු උෂ්ණත්වමානයේ පාඨාංකය 24 cm කි. එමගින් 25 cm ක පාඨාංකයක් ලබා දීමට හේතු වන උෂ්ණත්වය වනුයේ,

#5. 0°C දී හා 100°C දී A හා B වීදුරු - රසදිය උෂ්ණත්වමාන දෙකක පාඨාංක පිළිවෙලින් 0°C, 101.2°C හා 0.8°C, 100 °C වේ. මෙම උෂ්ණත්වමානවල සමාන පාඨාංකයක් කියවෙන උෂ්ණත්වය වනුයේ,

finish

ඔබේ අදහස් හා ප්‍රශ්න ඇතුළත් කරන්න.