ऊष्मा क्षमता उस ऊर्जा की मात्रा को मापती है जिसे किसी वस्तु को एक डिग्री गर्म बनाने के लिए उसमें जोड़ने की आवश्यकता होती है। किसी वस्तु की ऊष्मा क्षमता एक साधारण सूत्र का उपयोग करके पाई जाती है - प्रति डिग्री आवश्यक ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करने के लिए तापमान में परिवर्तन द्वारा आपूर्ति की जाने वाली ऊष्मा ऊर्जा की मात्रा को विभाजित करके। इस दुनिया में हर सामग्री की एक अलग गर्मी क्षमता होती है। (स्रोत: कक्षा १० मानक भौतिकी पुस्तक)
सूत्र: ऊष्मा क्षमता = (ऊष्मीय ऊर्जा को देखते हुए) / (तापमान में वृद्धि)
कदम
विधि 1: 2 में से: किसी वस्तु की ऊष्मा क्षमता की गणना करना
चरण 1. ऊष्मा धारिता के सूत्र को जानें।
किसी वस्तु की ऊष्मा क्षमता की गणना तापमान में परिवर्तन (T) द्वारा आपूर्ति की गई ऊष्मा ऊर्जा (E) की मात्रा को विभाजित करके की जा सकती है। समीकरण है: ताप क्षमता = ई / टी।
- उदाहरण: एक ब्लॉक को 5 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊर्जा 2000 जूल है - ब्लॉक की गर्मी क्षमता क्या है?
- ताप क्षमता = ई / टी
- ताप क्षमता = 2000 जूल / 5˚C
- ताप क्षमता = ४०० जूल प्रति डिग्री सेल्सियस (J/˚C)
चरण 2. तापमान परिवर्तन की तलाश करें।
उदाहरण के लिए, यदि मैं एक ब्लॉक की गर्मी क्षमता जानना चाहता हूं, और मुझे पता है कि ब्लॉक के तापमान को 8 डिग्री से 20 डिग्री तक बढ़ाने में 60 जूल लगते हैं, तो मुझे गर्मी प्राप्त करने के लिए दो तापमानों के बीच अंतर जानने की जरूरत है क्षमता। चूंकि 20 - 8 = 12, ब्लॉक का तापमान 12 डिग्री से बदल जाता है। इसलिए:
- ताप क्षमता = ई / टी
- ब्लॉक की ताप क्षमता = 60 जूल / (20˚C - 8˚C)
- 60 जूल / 12˚C
- गुटके की ऊष्मा धारिता = 5 J/˚C
चरण 3. अर्थ देने के लिए अपने उत्तर में सही इकाइयाँ जोड़ें।
300 की गर्मी क्षमता का कोई मतलब नहीं है यदि आप नहीं जानते कि इसे कैसे मापा जाता है। ताप क्षमता को प्रति डिग्री आवश्यक ऊर्जा द्वारा मापा जाता है। इसलिए, यदि हम जूल में ऊर्जा को मापते हैं, और तापमान में परिवर्तन सेल्सियस में होता है, तो अंतिम उत्तर होगा प्रति डिग्री सेल्सियस में कितने जूल की आवश्यकता होती है। इसलिए, हम अपना उत्तर 300 J/˚C, या 300 जूल प्रति डिग्री सेल्सियस के रूप में प्रस्तुत करेंगे।
यदि आप कैलोरी में ऊष्मा ऊर्जा और केल्विन में तापमान मापते हैं, तो आपका अंतिम उत्तर 300 Cal/K है।
चरण 4। जान लें कि यह समीकरण उन वस्तुओं के लिए भी काम करता है जो ठंडा हो रही हैं।
जब कोई वस्तु दो डिग्री ठंडी हो जाती है, तो वह उतनी ही गर्मी खो देती है जितनी उसे 2 डिग्री गर्म होने में लगती है। इस प्रकार, यदि आप पूछते हैं, "किसी वस्तु की ऊष्मा क्षमता क्या है यदि वह 50 जूल ऊर्जा खो देती है और उसका तापमान 5 डिग्री सेल्सियस गिर जाता है," तब भी आप इस समीकरण का उपयोग कर सकते हैं:
- गर्मी क्षमता: 50 जे / 5˚C
- ताप क्षमता = 10 J/˚C
विधि २ का २: पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा का उपयोग करना
चरण 1. जान लें कि विशिष्ट ऊष्मा से तात्पर्य किसी वस्तु के एक ग्राम के तापमान को एक डिग्री बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा से है।
जब आप पदार्थ की एक इकाई (1 ग्राम, 1 औंस, 1 किलोग्राम, आदि) की ऊष्मा क्षमता की तलाश करते हैं, तो आपने इस वस्तु की विशिष्ट ऊष्मा की तलाश की है। विशिष्ट ऊष्मा किसी वस्तु की प्रत्येक इकाई के तापमान को एक डिग्री बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा को इंगित करती है। उदाहरण के लिए, 1 ग्राम पानी का तापमान 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए 0.417 जूल ऊर्जा की आवश्यकता होती है। तो, पानी की विशिष्ट ऊष्मा 0.417 J/˚C प्रति ग्राम है।
किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा स्थिर होती है। इसका मतलब है कि सभी शुद्ध पानी में समान विशिष्ट ऊष्मा होती है, जो 0.417 J/˚C है।
चरण 2. किसी सामग्री की विशिष्ट ऊष्मा ज्ञात करने के लिए ऊष्मा धारिता सूत्र का उपयोग करें।
विशिष्ट ऊष्मा ज्ञात करना आसान है, अर्थात अंतिम उत्तर को वस्तु के द्रव्यमान से विभाजित करें। परिणाम दिखाते हैं कि वस्तु के प्रत्येक टुकड़े के लिए कितनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जैसे कि केवल एक ग्राम बर्फ के तापमान को बदलने के लिए आवश्यक जूल की संख्या।
- उदाहरण: "मेरे पास 100 ग्राम बर्फ है। बर्फ का तापमान 2 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए 406 जूल लगते हैं - बर्फ की विशिष्ट गर्मी क्या है?"'
- 100 ग्राम बर्फ के लिए ऊष्मा क्षमता = 406 J/2˚C
- 100 ग्राम बर्फ के लिए ऊष्मा क्षमता = 203 J/˚C
- 1 ग्राम बर्फ के लिए ताप क्षमता = 2.03 J/˚C प्रति ग्राम
- यदि आप भ्रमित हैं, तो इसके बारे में इस तरह से सोचें - प्रत्येक ग्राम बर्फ के लिए तापमान को एक डिग्री बढ़ाने के लिए 2.03 जूल लगते हैं। इसलिए, यदि हमारे पास 100 ग्राम बर्फ है, तो हमें इसे गर्म करने के लिए 100 गुना अधिक जूल चाहिए।
चरण 3. सामग्री के तापमान को किसी भी तापमान तक बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा का पता लगाने के लिए विशिष्ट ऊष्मा का उपयोग करें।
पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा पदार्थ की एक इकाई (आमतौर पर 1 ग्राम) के तापमान को एक डिग्री बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा को इंगित करती है। किसी भी वस्तु के तापमान को किसी भी तापमान तक बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा ज्ञात करने के लिए, हम केवल सभी भागों को गुणा करते हैं। आवश्यक ऊर्जा = द्रव्यमान x विशिष्ट ऊष्मा x तापमान में परिवर्तन. उत्तर हमेशा ऊर्जा की इकाइयों में होता है, जैसे जूल।
- उदाहरण: "यदि एल्युमिनियम की विशिष्ट ऊष्मा 0.902 जूल प्रति ग्राम है, तो 5 ग्राम एल्युमिनियम के तापमान को 2 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए कितने जूल की आवश्यकता होगी?
- आवश्यक ऊर्जा = 5 g x 0.902 J/g˚C x 2˚C
- आवश्यक ऊर्जा = 9.02 J
चरण 4. सामान्य सामग्रियों के विशिष्ट तापों को जानें।
अभ्यास में मदद करने के लिए, सामान्य विशिष्ट तापों का अध्ययन करें, जिन्हें आप किसी परीक्षा में देख सकते हैं या वास्तविक जीवन में दिखाई दे सकते हैं। आप इससे क्या सीख सकते हैं? उदाहरण के लिए, ध्यान दें कि धातु की विशिष्ट गर्मी लकड़ी की तुलना में बहुत कम होती है - यही कारण है कि अगर एक कप हॉट चॉकलेट में छोड़ दिया जाए तो धातु के चम्मच लकड़ी की तुलना में तेजी से गर्म होते हैं। कम विशिष्ट ऊष्मा का अर्थ है कि कोई वस्तु तेजी से गर्म होती है।
- पानी: 4, 179 जे/जी˚सी
- वायु: 1.01 जे/जी˚सी
- लकड़ी: 1.76 जे/जी˚सी
- एल्यूमिनियम: 0.902 जे / जी˚सी
- सोना: 0.129 जे/जी˚सी
- आयरन: 0.450 जे/जी˚सी
टिप्स
- ऊष्मा क्षमता की अंतर्राष्ट्रीय (SI) इकाई जूल प्रति केल्विन है, न कि केवल जूल
- तापमान में परिवर्तन को केवल एक तापमान इकाई के बजाय एक तापमान इकाई डेल्टा द्वारा दर्शाया जाता है (कहते हैं: केवल 30K के बजाय 30 डेल्टा K)
- ऊर्जा (गर्मी) जूल (एसआई) में होनी चाहिए [अनुशंसित]
