एनसीईआरटी सारांश: गर्मी | विज्ञान और प्रौद्योगिकी (Science & Technology) for UPSC CSE PDF Download

परिचय

• हम सब जानते हैं कि ऊन के कपड़े जानवरों की फाइबर से आते हैं, और कपास के कपड़े पौधों की फाइबर से।
• हम सर्दियों में ऊन के कपड़े पहनते हैं क्योंकि ये हमें गर्म रखते हैं, जबकि गर्मियों में हम हल्के रंग के कपड़े पहनना पसंद करते हैं क्योंकि ये हमें ठंडा रखते हैं।
• क्या आपने कभी सोचा है कि कुछ कपड़े कुछ मौसमों के लिए बेहतर क्यों होते हैं?
• सर्दियों में, आप अपने घर के अंदर ठंड महसूस कर सकते हैं, लेकिन धूप में जाने पर आपको गर्मी का अनुभव होता है।
• गर्मियों में, आप अंदर रहते हुए भी गर्म महसूस कर सकते हैं।
• इस अध्याय में, हम यह जानेंगे कि हम किसी चीज़ को गर्म या ठंडा कैसे पहचान सकते हैं और तापमान को कैसे मापते हैं।

गर्म और ठंडा

क्या आपने कभी सर्दियों में घर के अंदर ठंड और धूप में गर्मी का अनुभव किया है? और गर्मियों में घर के अंदर और बाहर दोनों जगह गर्मी महसूस की है?

खुद को ठंडी सर्दी से बचाने के लिए, हम ऊन के कपड़े पहनते हैं। ये ऊन-उत्पादक जानवरों जैसे कि भेड़, बकरी, याक आदि से प्राप्त होते हैं। गर्मियों में हल्के रंग के कपड़े पहनने से हमें ठंडक का अनुभव होता है।

तापमान

• तापमान किसी वस्तु की गर्मी या ठंड का माप है, जो उसके संपर्क से महसूस होता है।
• यह स्पर्श का अनुभव तापमान का एक अनुमानित या सापेक्ष माप प्रदान करता है।
• तापमान मापने के लिए थर्मामीटर का उपयोग किया जाता है - यह यह पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है कि वस्तु कितनी ठंडी या गर्म है।

तापमान मापना

• विभिन्न प्रकार के थर्मामीटर होते हैं जो विभिन्न चीजों जैसे हवा, हमारे शरीर, भोजन और कई अन्य चीजों के तापमान को मापते हैं।
• क्लिनिकल थर्मामीटर, प्रयोगशाला थर्मामीटर और डिजिटल थर्मामीटर होते हैं।
• तापमान को विभिन्न पैमानों में मापा जाता है, जिनमें फारेनहाइट (F) और सेल्सियस (या सेंटीग्रेड C) शामिल हैं। फारेनहाइट और सेल्सियस पैमानों की इकाइयों को डिग्री कहा जाता है और इसे ° द्वारा दर्शाया जाता है।
• उसने पानी के जमने पर पैमाने का 0° और पानी के उबलने पर 100° तय किया।

क्लिनिकल थर्मामीटर

• ये थर्मामीटर मानव शरीर के तापमान को मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं, घरों, क्लिनिकों और अस्पतालों में।
• इसमें एक किंक होता है जो पारा को तेजी से नीचे गिरने से रोकता है ताकि तापमान को आसानी से नोट किया जा सके।
• एक क्लिनिकल थर्मामीटर 35° C से 45° C या 94° F से 108° F के तापमान को दर्शाता है।
• चूंकि फारेनहाइट पैमाना सेल्सियस पैमाने की तुलना में अधिक संवेदनशील होता है, मानव शरीर का तापमान केवल फारेनहाइट में मापा जाता है।
• एक स्वस्थ व्यक्ति का औसत शरीर का तापमान 98.6° F से 98.8° F के बीच होता है।

सावधानियाँ:

पारा स्तर को किंक के नीचे सुनिश्चित करें और थर्मामीटर को इसके बल्ब के पास न रखें।

• थर्मामीटर में रीडिंग नोट करते समय, पारा स्तर को दृष्टि के स्तर पर रखें।

थर्मामीटर पढ़ना

• गैलीलियो ने 1593 में एक साधारण जल थर्मामीटर का आविष्कार किया। उन्होंने इस उपकरण को "थर्मोस्कोप" कहा।
• हालांकि, यह रूप प्रभावी नहीं था क्योंकि पानी कम तापमान पर जम जाता है।
• 1714 में, गेब्रियल फ़ारेनहाइट ने पारा थर्मामीटर का आविष्कार किया, जो आधुनिक थर्मामीटर है।
• लंबी संकीर्ण समान कांच की ट्यूब को थर्मामीटर का स्टेम कहा जाता है।
• छोटी ट्यूब को बल्ब कहा जाता है, जिसमें पारा होता है।
• पारा विषैला होता है, और जब थर्मामीटर टूटता है तो इसे निपटाना बहुत मुश्किल होता है।
• इसलिए, आजकल डिजिटल थर्मामीटर का उपयोग किया जाता है, क्योंकि इनमें पारा नहीं होता।

प्रयोगशाला थर्मामीटर

• ये थर्मामीटर स्कूल और अन्य प्रयोगशालाओं में वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए तापमान मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
• इन्हें उद्योग में भी उपयोग किया जाता है क्योंकि ये उन तापमान को माप सकते हैं जो क्लिनिकल थर्मामीटर रिकॉर्ड नहीं कर सकते।
• स्टेम और बल्ब की लंबाई क्लिनिकल थर्मामीटर की तुलना में अधिक होती है।
• थर्मामीटर को झुकाएं नहीं। इसे सीधा रखें।
• रीडिंग तभी नोट करें जब बल्ब चारों ओर से पदार्थ द्वारा घेर लिया गया हो।

सेल्सियस और फ़ारेनहाइट के बीच संबंध

सेल्सियस और फारेनहाइट पैमानों के बीच संबंध इस प्रकार है: जहाँ °C तापमान सेल्सियस में है और °F तापमान फारेनहाइट में है।

ऊष्मा का संचरण

• जब कोई वस्तु अपने चारों ओर के पर्यावरण की तुलना में अलग तापमान पर होती है, तो ऊष्मा का संचरण होता है जब तक कि वस्तु और उसका पर्यावरण समान तापमान पर नहीं पहुँच जाते।
• ऊष्मा का संचरण गर्म वस्तुओं से ठंडी वस्तुओं की ओर होता है।
• गर्म वस्तु से ऊष्मा आस-पास की अपेक्षाकृत ठंडी हवा के कणों में स्थानांतरित होती है।
• उदाहरण के लिए, जब दूध उबालते हैं और आग बंद कर दी जाती है, तो दूध धीरे-धीरे ऊष्मा को स्थानांतरित करता है और ठंडा हो जाता है।

ऊष्मा के आदान-प्रदान के तीन तरीके हैं:

1. संवहन

• संवहन वह प्रक्रिया है जिसमें ऊष्मा गर्म भाग से ठंडे भाग की ओर बिना कणों की गति के स्थानांतरित होती है।
• संवहन में, ऊष्मा उन पदार्थों के बीच स्थानांतरित होती है जो एक-दूसरे के सीधे संपर्क में होते हैं।
• जितना बेहतर संवाहक होगा, ऊष्मा का संचरण उतनी ही तेजी से होगा।
• उदाहरण के लिए: जब आप एक कुकर में मक्की को पॉप करते हैं, तो ऊष्मा आग से मक्की की ओर संवहन के द्वारा स्थानांतरित होती है।

संवाहक: वे पदार्थ जो ऊष्मा के प्रवाह को अनुमति देते हैं, उन्हें संवाहक कहा जाता है।

इन्सुलेटर्स: वे सामग्री जो गर्मी के प्रवाह की अनुमति नहीं देती हैं, उन्हें इन्सुलेटर्स कहा जाता है।

उदाहरण: लकड़ी, कागज, रबर, कॉर्क, कांच, बेकालाइट और सिरेमिक।

2. संवहन

• संवहन एक माध्यम के कणों के एक स्थान से दूसरे स्थान पर गति द्वारा गर्मी का संचरण है। यह केवल तरल और गैसों में होता है।
• संवहन के उदाहरण हैं: हवा की धाराएँ, एक भवन की निचली मंजिल ऊपरी मंजिल से ठंडी होती है, और तैराकी पूल या झील की सतह पर पानी गर्म होता है।
• संवहन के कारण, समुद्र तट पर वातावरण हमेशा सुखद रहता है।

पानी में गर्मी का संवहन

• संवहन के उदाहरण हैं: हवा की धाराएँ, एक भवन की निचली मंजिल ऊपरी मंजिल से ठंडी होती है, और तैराकी पूल या झील की सतह पर पानी गर्म होता है।
• संवहन के कारण, समुद्र तट पर वातावरण हमेशा सुखद रहता है।

समुद्री ब्रीज: दिन के समय समुद्र से भूमि की ओर चलने वाली एक ठंडी हवा, क्योंकि भूमि पानी की तुलना में तेजी से गर्म होती है।

भूमि ब्रीज: रात में भूमि से समुद्र की ओर चलने वाली एक ठंडी हवा, क्योंकि भूमि पानी की तुलना में तेजी से ठंडी होती है।

3. विकिरण

विकिरण एक तरीका है जिससे गर्मी एक स्थान से दूसरे स्थान पर जा सकती है। इसे ले जाने के लिए किसी चीज़ (जैसे हवा, पानी, या ठोस वस्तुएँ) की आवश्यकता नहीं होती।

• यह कैसे काम करता है? सूरज की कल्पना करें। सूरज की गर्मी हमें पृथ्वी पर पहुँचती है, भले ही अंतरिक्ष में सूरज और पृथ्वी के बीच कुछ नहीं है (कोई हवा या पानी नहीं)। यह इसलिए है क्योंकि गर्मी विकिरण द्वारा यात्रा करती है।
• जब आप हीटर के सामने खड़े होते हैं, तो आप गर्म महसूस करते हैं क्योंकि विकिरण के कारण। गर्मी सीधे हवा के माध्यम से आपके शरीर तक पहुँचती है।
• विकिरण के उदाहरण:
• सूरज: हम धूप वाले दिन गर्म महसूस करते हैं क्योंकि सूरज हमें गर्मी विकिरण करता है।
• कमरा हीटर: जब आप हीटर के पास बैठते हैं, तो जो गर्मी आप महसूस करते हैं, वह विकिरण के कारण होती है।
• गर्म चीज़ों को ठंडा करना: जब आप चूल्हे से एक गर्म पैन निकालते हैं, तो यह अपने चारों ओर के हवा में गर्मी विकिरण करके ठंडा होता है।

विकिरण मजेदार तथ्य: आपका अपना शरीर भी विकिरण के माध्यम से गर्मी छोड़ता है और आपके चारों ओर की चीजों से गर्मी अवशोषित कर सकता है।

विकिरण गर्मी के स्थानांतरित होने का सिर्फ एक तरीका है। यह खास है क्योंकि यह अंतरिक्ष में भी हो सकता है, जहां कोई हवा नहीं है!

गर्मी और सर्दी में हम जो कपड़े पहनते हैं

मौसम के अनुसार, हमें जो कपड़े पहनने हैं, उनका चयन करना आवश्यक है।

गर्मी के कपड़े

• गर्म मौसम में, सफेद या हल्के रंग के कपड़े पहनना बेहतर होता है क्योंकि ये गर्मी को परावर्तित करते हैं और आपके शरीर को ठंडा रखने में मदद करते हैं।
• गर्मी के दौरान, कपास के बने कपड़े अधिक आरामदायक होते हैं क्योंकि ये शरीर की गर्मी को बाहर जाने देते हैं।
• गर्म मौसम में ढीले कपड़े पहनने से ठंडा रहना आसान होता है क्योंकि यह कपड़े के नीचे हवा के संचार की अनुमति देता है।
• ढीले कपड़े गर्मियों के लिए तंग कपड़ों की तुलना में अधिक उपयुक्त होते हैं।
• इसलिए, गर्मियों के कपड़े सांस लेने योग्य, हल्के रंग के और ढीले होने चाहिए, न कि गहरे और तंग।

ऊनी कपड़े हमें सर्दियों में गर्म रखते हैं

• ठंडे मौसम में, गर्म और मोटे तथा गहरे रंग के कपड़े पहनना महत्वपूर्ण है क्योंकि ये अधिक गर्मी को अवशोषित करते हैं और इसलिए, हमें आरामदायक महसूस कराते हैं।
• ऊनी बेस लेयर ठंडे या गर्म परिस्थितियों में शरीर के तापमान को आरामदायक बनाए रखने में मदद करता है।
• ऊनी कपड़े ठंडे मौसम के लिए अच्छे होते हैं क्योंकि ये शरीर को गर्म रखते हैं और ठंडी हवाओं से सुरक्षा प्रदान करते हैं।
• ऊनी कपड़े एक उत्कृष्ट इंसुलेटर होते हैं और गर्मी को अच्छी तरह से संचालित नहीं करते हैं, जिससे यह नमी को अवशोषित करते हैं बिना गीला महसूस किए।
• ऊनी फाइबर के बीच में फंसी हवा शरीर से गर्मी के बाहर जाने को रोकती है और ठंडी हवा को त्वचा तक पहुँचने से रोकती है।
• ऊनी वस्त्र अपनी आकृति को अच्छी तरह से बनाए रखते हैं क्योंकि फाइबर में क्रीम्प होती है, जिससे छोटे एयर पॉकेट्स बनते हैं जो इंसुलेशन प्रदान करते हैं।
• स्वेटर, मफलर, कार्डिगन, और अन्य ऊनी कपड़े सर्दियों से सुरक्षा प्रदान करते हैं।