कक्षा 7 विज्ञान अध्याय 3 एनसीईआरटी समाधान – ऊष्मा

वस्तु की गर्माहट या ठंडेपन की माप ताप से की जाती है। गर्म वस्तु का ताप अधिक तथा ठंडी वस्तु का ताप गर्म वस्तु की अपेक्षा कम होता है। ताप की माप तापमापी (थर्मामीटर) से की जाती है। सामान्यता ताप के मापन के लिए दो प्रकार के पैमानों का प्रयोग करते हैं, जिन्हें डिग्री सेल्सियस तथा डिग्री फारेनहाइट कहते हैं। किसी वस्तु को गर्म करने पर उसका ताप बढ़ता है और ठंडा करने पर उसका ताप घटता है। कुछ देर तक धूप में अथवा आग के पास बैठने पर गर्मी का अनुभव होता है। यह सूर्य और आग से प्राप्त ऊष्मा के कारण होता है। बर्फ का टुकड़ा हाथ पर रखने से ठंडा लगता है, क्योंकि बर्फ का टुकड़ा शरीर से ऊष्मा निकाल लेता है।

अधिक परिमाण की वस्तु में ताप वृद्धि के लिए अधिक ऊष्मा की आवश्यकता होती है। ऊष्मा की मात्रा वस्तु के द्रव्यमान (m) पर निर्भर करती है अधिक ताप वृद्धि के लिए अधिक ऊष्मा की आवश्यकता होती है। ऊष्मा की मात्रा वस्तु के तापान्तर पर निर्भर करती है। एक ही द्रव्यमान की भिन्न-भिन्न वस्तुओं को समान समय तक समान ऊष्मा देने पर गर्म करने पर उनके ताप में वृद्धि अलग-अलग होती है। किसी पदार्थ के ताप की निश्चित वृद्धि के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा पदार्थ के द्रव्यमान और तापान्तर (ताप वृद्धि) के अलावा एक और कारक पर निर्भर करती है। यह कारक उस पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा (S) है, जो पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर करता है।

जब किसी वस्तु के भिन्न-भिन्न भागों का ताप भिन्न-भिन्न होता है तो उच्च ताप वाले कण अपने संपर्क में रखे निम्न ताप वाले कणों को ऊष्मा प्रदान कर देते हैं। फलस्वरूप वस्तु में ऊष्मा उच्च ताप वाले भाग से निम्न ताप वाले भाग की ओर गति करने लगती है। गर्म सिरे से ठंडे सिरे तक ऊष्मा स्थानांतरण के बारे में निष्कर्ष निकलता है कि पदार्थ के अणु अपना स्थान नहीं छोड़ते, बल्कि तप्त अणु अपनी ऊष्मा अपने पास वाले अणु को देते हैं। इस प्रकार ऊष्मा एक सिरे से दूसरे की ओर स्थानांतरित (संचरित) होती है। स्पष्ट है कि ठोस पदार्थों में ऊष्मा का संचरण चालन विधि द्वारा होता है।

पदार्थ (ठोस, द्रव तथा गैस) गर्म करने पर फैलते हैं तथा ठंडा करने पर सिकुड़ते हैं। पदार्थों के इस प्रसार को ऊष्मीय प्रसार कहते हैं। इसका उपयोग तापमापी निर्माण में किया जाता है।
प्रयोगशाला तथा डॉक्टरी थर्मामीटर में पारे का उपयोग करते हैं। पारा (द्रव) ऊष्मा का सुचालक है, जो गर्म करने पर फैलता है तथा ठंडा करने पर सिकुड़ता है। कुछ थर्मामीटर में पारे के स्थान पर एल्कोहल (द्रव) का प्रयोग करते हैं।

हम थर्मस का प्रयोग चाय/कॉफी को देर तक गर्म रखने अथवा ठंडे जल को देर तक ठंडा रखने के लिए करते हैं। यह दोहरी दीवार वाला काँच एक फ्लास्क होता है। इसके अंदर धात्विक या प्लास्टिक का आवरण होता है जो कॉर्क के टुकड़े पर टिका होता है। काँच की दो परतों के बीच की हवा निकालकर वहाँ निर्वात बना देते हैं। इसलिए इस थर्मस को वैक्यूम फ्लास्क भी कहते हैं। फ्लास्क के काँच की बाहरी और भीतरी सतहें बहुत चमकीली बनाई जाती हैं। फ्लास्क का मुँह एक वायुरोधी कॉर्क से बंद रखा जाता है। थर्मस तीन प्रकार से ऊष्मा स्थानांतरण रोकता है:

• 1. काँच की सतहों के बीच का निर्वात भी ऊष्मा का कुचालक होता है, क्योंकि इसमें माध्यम नहीं होता है जिससे ऊष्मा का स्थानांतरण, चालन और संवहन द्वारा नहीं हो सकता।
• 2. चूँकि इसको बनाने में काँच का प्रयोग होता है जो ऊष्मा का कुचालक है, अत: यह वाहन द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण की गति धीमी रखता है। वायुरोधी कॉर्क ऊष्मा का कुचालक है। यह ऊष्मा का वाहन एवं संवहन द्वारा स्थानांतरण रोकता है।
• 3. काँच की दीवारों को चमकीला बनाने से ऊष्मा परावर्तित होकर फ्लास्क में ही रहती है और विकिरण द्वारा बाहर नहीं निकल पाती है। इस प्रकार ऊष्मा स्थानांतरण अधिकांशत: नहीं हो पाता और थर्मस में रखी वस्तु देर तक ठंडी या गर्म (अपनी ही प्रकृति में) रहती है।