* माझी जोडी कोणाशी?
'अ' गट
अ. निरोगी मानवी शरीराचे तापमान - 98.6°F
आ. पाण्याचा उत्कलन बिंदू - 212 °F
इ. कक्ष तापमान - 296K
ई. पाण्याचा गोठण बिंदू - 0°C
* कोण खरं बोलतोय ?
अ. पदार्थाचे तापमान ज्यूलमध्ये मोजतात.
उत्तर - चूक
आ. उष्णता उष्ण वस्तूकडून थंड वस्तूकडे वाहते.
उत्तर - बरोबर
इ. उष्णतेचे एकक ज्यूल आहे.
उत्तर - बरोबर
ई. उष्णता दिल्याने वस्तू आकुंचन पावतात.
उत्तर - चूक
उ. स्थायूचे अणू स्वतंत्र असतात.
उत्तर - चूक
ऊ. उष्ण वस्तूच्या अणूंची सरासरी गतिज ऊर्जा थंड वस्तूंच्या अणूंच्या सरासरी गतिज ऊर्जेपेक्षा कमी असते.
उत्तर - चूक
* शोधाल तर सापडेल.
अ. तापमापी हे उपकरण...... मोजण्यास वापरतात.
उत्तर - तापमान
आ. उष्णता मोजण्यास.......हे उपकरण वापरतात.
उत्तर - कॅलरीमापी
इ. तापमान हे वस्तूतील अणूंच्या..........गतिज ऊर्जेचे प्रमाण असते.
उत्तर - सरासरी
ई. एखादया वस्तूतील उष्णता ही त्यातील अणूंच्या गतिज ऊर्जेचे प्रमाण असते.
उत्तर - एकूण
* निशिगंधाने चहा बनविण्यासाठी चहाचे घटक टाकून भांडे सौरचुलीत ठेवले. शिवानीने तसेच भांडे गॅसवर ठेवले. कोणाचा चहा लवकर तयार होईल व का?
उत्तर -
जो चहा गॅसवर बनत आहे तो लवकर बनेल कारण सौरचुलीच्या मानाने जी उष्णता गॅस उत्पन्न करते ती जास्त असते त्यामुळे भांडे लवकर गरम होऊन चहा लवकर बनेल.
* थोडक्यात उत्तरे दया.
अ. वैदयकीय तापमापीचे वर्णन करा. त्यात व प्रयोगशाळेत वापरल्या जाणाऱ्या तापमापीत कोणता फरक असतो ?
उत्तर -
आ. उष्णता व तापमानात काय फरक आहे? त्यांची एकके
कोणती ?
उत्तर -
पदार्थ हा अणूंपासून बनलेला असतो हे आपल्याला माहीत आहे. 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.
इ. कॅलरीमापीची रचना आकृतीसह समजवा.
उत्तर -
वस्तूतील उष्णता मोजण्यासाठी कॅलरीमापी हे उपकरण वापरले जाते. या उपकरणाद्वारे एखादया रासायनिक किंवा भौतिक प्रक्रियेमध्ये बाहेर पडणाऱ्या किंवा शोषित होणाऱ्या उष्णतेचे मापन आपण करू शकतो. आकृतीमध्ये एक कॅलरीमापी दाखविली आहे. यात एखादया 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. म्हणजे आतील भांडे व त्यातील वस्तू सभोवतालापासून औष्णिकदृष्ट्या अलिप्त ठेवल्या जातात. हे भांडे तांब्याचे असते. यात तापमान मोजण्यासाठी एक तापमापी व द्रव ढवळण्यासाठी एक कांडी बसवलेली असते.
कॅलरीमापीत एका स्थिर तापमानाचे पाणी ठेवलेले असते. म्हणजे पाण्याचे व आतील भांड्याचे तापमान समान असते. त्यात एखादी उष्ण वस्तू टाकल्यास ती वस्तू, पाणी व आतील भांडे यांत उष्णतेची देवाणघेवाण होते व त्यामुळे त्यांचे तापमान समान होते. कॅलरीमापीतील आतील भांडे व त्यातील पदार्थ हे सभोवतालच्या इतर सर्व वस्तूंपासून व वातावरणापासून औष्णिकदृष्ट्या अलिप्त ठेवलेले असल्याने उष्ण वस्तूने दिलेली एकूण उष्णता व पाण्याने व कॅलरीमापीने ग्रहण केलेली एकूण उष्णता ही समान असते.
ई. रेल्वेच्या रुळांत ठराविक अंतरावर फट का ठेवली जाते हे स्पष्ट करा.
उत्तर -
रेल्वेचे रूळ लांबच्या लांब सलग नसतात. काही ठराविक अंतरावर त्यात थोडी फट ठेवली जाते म्हणजे तापमानातील बदलाप्रमाणे त्यांची लांबी कमी किंवा जास्त होण्यास वाव असतो. ही फट ठेवली नाही तर उष्णतेने प्रसरण झालेले रूळ वाकडे होतील व अपघात होण्याचा धोका उद्भवेल.
उ. वायूचा व द्रवाचा प्रसरणांक म्हणजे काय हे सूत्राद्वारे. स्पष्ट करा.
उत्तर -
द्रवाचे प्रसरण -
द्रवाला ठराविक आकार नसतो पण त्यांना ठराविक आकारमान मात्र असते. म्हणून आपण द्रवाचा घनीय प्रसरणांक सूत्राप्रमाणे लिहू शकतो.
V2 = V ( 1 + β ΔT) -- --- (11)
येथे ΔT हा तापमानातील बदल असून V2 व V1 ही द्रवाची अंतिम व आरंभीची आकारमाने आहेत व β हा द्रवाचा प्रसरणांक आहे
वायूचे प्रसरण -
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. हे आकृती 14.7 मध्ये दाखविले आहे.
त्यामुळे दाब स्थिर ठेवून वायूचे प्रसरण मोजले जाते. अशा प्रसरणांकास स्थिर दाब प्रसरणांक म्हणतात. तो खालील सूत्राने दिला जातो.
V2 = V1 (1 + β ΔT) -- - --(12)
येथे ΔT हा तापमानातील बदल असून V2 व V1 ही वायूची समान दाबावरील अंतिम व आरंभीची आकारमाने आहेत व β हा वायूचा स्थिर दाब प्रसरणांक आहे.
* खालील उदाहरणे सोडवा.
अ. फॅरेनहाईट एककातील तापमान किती असल्यास ते सेल्सिअस एककातील तापमानाच्या दुप्पट असेल ?
(उत्तर : 320 °F)
आ. एक पूल 20m लांबीच्या लोखंडाच्या सळईने तयार केला आहे. तापमान 18 °C असताना दोन सळयांत 4 cm अंतर आहे. किती तापमानापर्यंत तो पूल सुस्थितीत राहील?
(उत्तर - 35.4°C)
इ. आयफेल टॉवरची उंची 15°C वर 324m असल्यास, व तो टॉवर लोखंडाचा असल्यास, 30°C ला त्याची उंची किती cm ने वाढेल ?
(उत्तर - 5.6 cm)
ई. अ व ब पदार्थांचा विशिष्ट उष्मा क्रमश: 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 - 2m)
उ. एक 3 kg वस्तुमानाची वस्तू 600 कॅलरी ऊर्जा प्राप्त करते तेव्हा तिचे तापमान 10°C पासून 70°C पर्यंत वाढते. वस्तूच्या पदार्थाचा विशिष्ट उष्मा किती आहे ?
(उत्तर - 0.0033 cal / (gm °C))