Physics Material for Groups Exams : గ్రూప్స్‌ పరీక్షల్లో అత్యంత కీలకం.. శీతల ప్రాంతాల్లో ఉపయోగించే ఉష్ణమాపకం?

అంతర్జాతీయ ఆపరేషన్లు
ఆపరేషన్‌ సైలెన్స్‌: లాల్‌ మసీదులోని మత ఛాందసవాదులను, తీవ్రవాదులను ఏరి వేయడానికి పాకిస్తాన్‌ సైన్యం చేపట్టిన చర్య.
ఆపరేషన్‌ ఖుక్రీ: 222 మంది భారత సైనికులను విడిపించడానికి ఐక్యరాజ్య సమితి శాంతి పరిరక్షక దళాలు సియెర్రా లియోన్‌లో చేపట్టిన చర్య. ఇది రివెల్యూషనరీ యునైటెడ్‌ ఫ్రంట్‌కు వ్యతిరేకంగా జరిగింది.
ఆపరేషన్‌ తొపక్‌: భారతీయ యువకులకు ధనాశ చూపి సైనిక శిక్షణ ఇచ్చి భారతదేశంలో అలజడులు సృష్టించడం ఈ ఆపరేషన్‌ ముఖ్య ఉద్దేశం. దీన్ని 1988లో జనరల్‌ జియా–ఉల్‌–హక్‌ (పాకిస్తాన్‌) ప్రారంభించారు.
ఉష్ణం
ఉష్ణం ఒక శక్తి స్వరూపం. ఇది ఎల్లప్పుడూ అధిక ఉష్ణోగ్రత ఉన్న వస్తువు నుంచి అల్ప ఉష్ణోగ్రత ఉన్న వస్తువు వైపు ప్రయాణిస్తుంది.
ప్రమాణాలు: ఎర్గ్, జౌల్, కెలోరీ
➢    ఒక వస్తువు ఉష్ణాన్ని అధ్యయనం చేసే శాస్త్రాన్ని ‘కెలోరీమెట్రీ’ అంటారు. 
➢    వస్తువు నుంచి వెలువడే ఉష్ణరాశిని కొలవడానికి బాంబ్‌ కెలోరీ మీటర్‌ను వాడతారు.

ఉష్ణ ప్రసారం
అధిక ఉష్ణోగ్రత ఉన్న వస్తువు నుంచి అల్ప ఉష్ణోగ్రత ఉన్న వస్తువులోకి ఉష్ణం ప్రయాణించడాన్ని ఉష్ణ ప్రసారం అంటారు. ఇది మూడు పద్ధతుల్లో జరుగుతుంది. 
    ∙ఉష్ణ వహనం
    ∙ఉష్ణ సంవహనం
    ∙ఉష్ణ వికిరణం

☛Follow our YouTube Channel (Click Here)
ఉష్ణ వహనం:
ఒక పదార్థం లేదా వస్తువులోని కణాలు లేదా అణువులు ఎలాంటి స్థానాంతర చలనం చెందకుండా ఉష్ణప్రసారం జరగడాన్ని ఉష్ణ వహనం అంటారు.
ఉదాహరణ:  అన్ని ఘన పదార్థాలు, ద్రవస్థితిలో ఉన్న పాదరసం.
ధర్మాలు:
➢    ఈ ప్రక్రియలో ఉష్ణ ప్రసారం ఆలస్యంగా జరుగుతుంది.
➢    ఉష్ణ ప్రసారం జరుగుతున్నప్పుడు కణాలకు ఎలాంటి స్థానభ్రంశం ఉండదు.
➢    ఈ పద్ధతిలో ఉష్ణప్రసారం జరుగుతున్నప్పుడు యానకం ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది.
ఉష్ణ సంవహనం: 
ఒక వస్తువు లేదా పదార్థంలోని అణువులు లేదా కణాల స్థానాంతర చలనం వల్ల ఉష్ణప్రసారం జరిగే పద్ధతిని ఉష్ణ సంవహనం అంటారు.
ఉదాహరణ: అన్ని ద్రవ పదార్థాలు (పాదరసం మినహా), వాయు పదార్థాలు. 
ధర్మాలు: 
➢    ఈ ప్రక్రియలో కూడా ఉష్ణ ప్రసారం ఆలస్యంగా జరుగుతుంది.
➢    ఈ పద్ధతిలో కణాలు స్థానాంతరం చెందుతాయి.
➢    యానకం ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది.
అనువర్తనాలు:
➢    ఉష్ణ సంవహనం  సూత్రం ఆధారంగా పొగ గొట్టాలు, పరిశ్రమల్లో చిమ్నీలు, వెంటిలేటర్లు మొదలైనవి పనిచేస్తాయి.
➢    భూ పవనాలు, సముద్ర పవనాలు అనేవి కూడా ఉష్ణ సంవహన ధర్మం ఆధారంగా ఏర్పడతాయి. పూర్వకాలంలో తెరచాపలను ఉపయోగించి సముద్ర పవనాల సహా యంతో సరుకులను రవాణా చేసి వ్యాపారం నిర్వహించేవారు. కాబట్టి  ఈ సముద్ర పవనాలను వ్యాపార పవనాలు అంటారు. 
ఉష్ణ వికిరణం: 
యానకంతో నిమిత్తం లేకుండా ఉష్ణ ప్రసారం జరిగే పద్ధతిని ఉష్ణ వికిరణం అంటారు.
ఉదాహరణలు:
➢    సూర్యుడి నుంచి బయలుదేరిన కాంతి కిరణాలు శూన్యం ద్వారా ప్రసరిస్తూ భూవాతావరణ పొరల్లోకి ప్రవేశించి భూమికి చేరతాయి. 
➢    ఈ విశ్వంలో నక్షత్రాల మధ్య ఉష్ణప్రసారం వికిరణ పద్ధతిలో జరుగుతుంది.
➢    మండుతున్న జ్వాలకు కొంత దూరంలో ఉన్న వ్యక్తి ఉష్ణశక్తిని వికిరణ రూపంలో పొందుతాడు.
ధర్మాలు:
➢    ఇది చాలా వేగంగా జరిగే ప్రక్రియ.
➢    ఈ పద్ధతిలో యానకం ఉష్ణోగ్రత  స్థిరంగా ఉంటుంది.
గమనిక: ఉష్ణవహనం, సంవహన ప్రక్రియల్లో ఉష్ణ ప్రసారం చాలా మెల్లగా జరుగుతుంది. కానీ వికిరణ పద్ధతిలో కాంతి వేగానికి (3×108 ms–1) సమానమైన వేగంతో ఉష్ణ ప్రసారం జరుగుతుంది.

☛ Follow our Instagram Page (Click Here)
అనువర్తనాలు:
➢    ఒక పాత్రలోని వేడి ద్రవాన్ని స్టీలు చెంచాతో తిప్పినప్పుడు ఆ చెంచా వేడెక్కుతుంది. దీనికి కారణం ఉష్ణ వహన ప్రక్రియ. 
➢    ఒక రాగి పాత్ర(ఉష్ణవాహక పదార్థం)లో వేడి ద్రవాన్ని నింపి చెక్క బల్ల(ఉష్ణబంధకం)పై ఉంచినప్పుడు ఆ ద్రవం ఉష్ణాన్ని పరిసరాల్లోని గాలికి   కోల్పోయి చల్లబడుతుంది. అంటే ఉష్ణ సంవహన పద్ధతి ద్వారా వేడి ద్రవం తన ఉష్ణాన్ని కోల్పోయి చల్లారుతుంది. 
➢    ఒకవేళ ఈ వేడి పాత్రను ఇనుప బల్లపై ఉంచినప్పుడు ఉష్ణ వహనం(ఇనుప బల్ల), ఉష్ణ సంవహనం(గాలి) పద్ధతుల ద్వారా ద్రవం చల్లారుతుంది. 
➢    భూగోళం.. ఉష్ణ వహనం, ఉష్ణసంవహనం, ఉష్ణవికిరణం పద్ధతుల్లో  వేడెక్కుతుంది.

థర్మాస్‌ ఫ్లాస్క్‌(శూన్యనాళిక ఫ్లాస్క్‌)
థర్మాస్‌ఫ్లాస్క్‌ను సర్‌ జేమ్స్‌ డివర్‌ అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు. దీనిలో వేర్వేరు వ్యాసాలున్న రెండు గాజు నాళాలను ఒకదానిలో మరొకదాన్ని అమరుస్తారు. ఈ గాజు నాళాల అవతలి వైపు సిల్వర్‌ బ్రోమైడ్‌ అనే రసాయన పదార్థంతో పూత పూస్తారు. ఈ రెండు నాళాల మధ్యలో శూన్యం ఉండేట్లు చేసి వీటిని ఉష్ణబంధక పదార్థమైన ప్లాస్టిక్‌ డబ్బాలో అమర్చుతారు. 
థర్మాస్‌ఫ్లాస్క్‌లో నింపిన వేడి ద్రవం ఉష్ణ వహనం, సంవహనం, ఉష్ణ వికిరణం అనే మూడు పద్ధతుల్లో కూడా ఉష్ణాన్ని కోల్పోదు. అందువల్ల కొంతసేపటి వరకు ద్రవం వేడిగా ఉంటుంది. అనంతరం ద్రవం ఉష్ణశక్తి యాంత్రిక శక్తిగా మారి క్రమంగా చల్లబడుతుంది.
గమనిక: వస్తువు ఉష్ణాన్ని కోల్పోవడం లేదా గ్రహించడం అనేది దాని స్వభావం, ఉపరితల వైశాల్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
➢    బావిలోని నీటి ఉపరితల వైశాల్యం కంటే చెరువులోని నీటి ఉపరితల వైశాల్యం ఎక్కువ. అందువల్ల చెరువు గ్రహించే, కోల్పోయే ఉష్ణరాశి ఎక్కువ.
➢    చలి ప్రదేశంలో ఉన్న జంతువులు శరీరాన్ని ముడుచుకోవడం ద్వారా తమలోని  ఉష్ణాన్ని కోల్పోకుండా కాపాడుకుంటాయి.

☛ Join our WhatsApp Channel (Click Here)

పదార్థాలు – రకాలు
ఉష్ణాన్ని తమ ద్వారా ప్రసారం చేసే ధర్మం ఆధారంగా పదార్థాలను రెండు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు. అవి..
ఉష్ణ వాహకాలు:  ఈ పదార్థాల ద్వారా ఉష్ణ ప్రసారం జరుగుతుంది.
ఉదాహరణ: లోహాల్లో అత్యుత్తమ ఉష్ణవాహక పదార్థం వెండి. తర్వాత రాగి, అల్యూమినియం, ఇనుము, పాదరసం, ఉక్కు మొదలైనవి ఉత్తమ ఉష్ణ వాహకాలు.
ఉష్ణ బంధకాలు: ఈ పదార్థాల ద్వారా ఉష్ణ ప్రసారం జరగదు.
ఉదాహరణ: అత్యుత్తమ ఉష్ణబంధక పదార్థం వజ్రం. తర్వాత ΄్లాస్టిక్‌ వస్తువులు, రబ్బరు, చెక్కదిమ్మె, దూది, దుస్తులు, కాగితం, థర్మోకోల్‌ మొదలైనవి ఉత్తమ ఉష్ణ బంధకాలు.  
➢    వంట పాత్రల తయారీకి ఉష్ణ వాహక పదార్థాలను వాడతారు. వాటి పిడుల తయారీకి మా త్రం ఉష్ణ బంధక పదార్థాలను వినియోగిస్తారు.
➢    నీరు, గాలి అధమ ఉష్ణ వాహకాలు.
➢    మంచు, మానవ శరీరం మంచి విద్యుత్‌ వాహకాలు. కానీ ఉష్ణం దృష్ట్యా బంధక ధర్మాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.
    
ఉష్ణోగ్రత
ఒక వస్తువు ఉష్ణ తీవ్రత(చల్లదనం లేదా వెచ్చదనం)ను ఉష్ణోగ్రత అంటారు. 
ప్రమాణాలు:
➢    సెల్సియస్‌ లేదా సెంటీగ్రేడ్‌ (°C)
➢    ఫారన్‌హీట్‌ (F)
➢    కెల్విన్‌– K(అంతర్జాతీయ ప్రమాణం)
➢    రేమర్‌
➢    రాంకైన్‌
➢    ప్రస్తుతం రేమర్, రాంకైన్‌ ప్రమాణాలను ఉపయోగించడం లేదు. 
➢    సెంటీగ్రేడ్, ఫారన్‌హీట్, కెల్విన్‌ ప్రమాణాల మధ్య సంబంధం.

      
ఉష్ణ మాపకాలను స్తూ΄ాకారంలో నిర్మించడం వల్ల వాటి సున్నితత్వం పెరిగి కచ్చితమైన రీడింగ్‌లను సూచిస్తాయి.
➢    సెల్సియస్‌లు, ఫారన్‌హీట్‌లు ఒకదానితో ఒకటి ఏకీభవించే రీడింగ్‌ - 40.
    C = F = x అనుకుంటే

    సెల్సియస్, కెల్విన్‌ల మధ్య సంబంధం:
    
    
  
    
i) మంచు ఉష్ణోగ్రతను కెల్విన్‌లలో తెలిపినప్పుడు..
    = (°C+ 273)
    = 0°C+273= 273K
ii) నీటి ఆవిరి ఉష్ణోగ్రత 100°C, చంద్రుడిపై పగటి సగటు ఉష్ణోగ్రత 100°C­ అనుకుంటే అవి కెల్విన్‌లలో.. 
    = 100°C+ 273= 373 K
iii) నీటి అసంగత వ్యాకోచ ఉష్ణోగ్రత 4నిఇ­ అయితే కెల్విన్‌లలో..
   = °C+273 
    = 4°C+ 273
    = 277 Kelvins
iv) ఆరోగ్యవంతుడైన  మానవుడి శరీర ఉష్ణోగ్రత 37°C అయితే కెల్విన్‌లలో..
    = °C+273
    = 37°C+ 273 
    = 310 Kelvins
v)) ΄ాల ΄ాశ్చరైజేషన్‌ ఉష్ణోగ్రత 67°C. ఈ విలువ కెల్విన్‌లలో..
    K= °C+273 
    K= 67°C+ 273 
    K= 340 Kelvins
vi) గది ఉష్ణోగ్రత(25°C) వద్ద ఒక ΄ాత్రలో బంధించి ఉన్న వాయువులు -273°C కు చల్లార్చినప్పుడు ద్రవాలుగా మారి పీడనం శూన్యమవుతుంది.
    -273°C కెల్విన్‌లలో..
   K= °C+273    
    K= –273 + 273
K= 0 Kelvin (పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రత)

☛ Join our Telegram Channel (Click Here)

ఉష్ణమాపకాలు– రకాలు
ఒక వస్తువు ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి ఉష్ణ మాపకాన్ని ఉపయోగిస్తారు. దీన్ని 16వ శతాబ్దంలో గెలీలియో కనుగొన్నాడు.

ఘన పదార్థ ఉష్ణ మాపకాలు
ఘన పదార్థాలను వేడిచేసినప్పుడు అవి వ్యాకోచిస్తాయి. ఈ సూత్రం ఆధారంగా ఈ ఉష్ణ మాపకాలు పనిచేస్తాయి. అయితే భిన్నమైన ఘన పదార్థాల ఉష్ణ వ్యాకోచాలు వేర్వేరుగా ఉంటాయి. కాబట్టి ఇలాంటి ఉష్ణ మాపకాలను ఉపయోగించి వస్తువుల ఉష్ణోగ్రతలను కచ్చితంగా కొలవడం సాధ్యం కాదు. అందువల్ల ఇలాంటి మాపకాల్ని ప్రస్తుతం ఉపయోగించడం లేదు.

ద్రవ పదార్థ ఉష్ణ మాపకాలు
ద్రవ పదార్థాలను వేడి చేసినప్పుడు వాటి ఘన పరిమాణాలు వ్యాకోచిస్తాయి. ఈ సూత్రం ఆధారంగా ద్రవ పదార్థ ఉష్ణమాపకాలు పనిచేస్తాయి. వీటిలో పాదరసం, ఆల్కహాల్‌ లేదా నీటిని ఉపయోగిస్తారు.
➢    శీతల ప్రాంతాల్లో వస్తువుల ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి ఉపయోగించే ఉష్ణమాపకాన్ని క్రయోమీటర్‌ (Cryometer) అంటారు. సాధారణంగా వీటిలో ఆల్కహాల్‌ ఉష్ణమాపకాలను ఉపయోగిస్తారు. 
➢    నీటి విశిష్టోష్ణం ఎక్కువ ఉండి, ఆలస్యంగా వేడెక్కి, ఆలస్యంగా చల్లబడే గుణాన్ని కలిగి ఉండటం వల్ల వాహనాల రేడియేటర్లలో కూలెంట్‌ (శీతలీకరణి)గా నీటిని ఉపయోగిస్తారు.
ద్రవ పదార్థ ఉష్ణమాపకాల్లో నీటికి బదులుగా పాదరసాన్ని ఉపయోగించడానికి కారణాలు..