ताप एवं उसका मापन Chapter Notes | विज्ञान (जिज्ञासा) कक्षा 6 - Class 6 PDF Download

तापमान और थर्मामीटर को समझना

क्या आपने कभी बर्फ के टुकड़े को छुआ है और उसकी ठंडक महसूस की है, या आग के पास अपने हाथ रखकर गर्मी का अनुभव किया है? कुछ चीजें ठंडी क्यों लगती हैं जबकि अन्य गर्म लगती हैं?

एक शाम, श्रुति और उसका छोटा भाई अमित बाहर खेलने के बाद घर लौटे। अमित बहुत पीला और थका हुआ दिख रहा था, और उनके माता-पिता ने देखा कि वह ठीक नहीं है। यह देखने के लिए कि क्या उसे बुखार है, उन्होंने थर्मामीटर का उपयोग किया, जिसने पुष्टि की कि उसे बुखार है। उसे आराम करने और खूब पानी पीने की सलाह दी गई।

जैसे अमित के माता-पिता ने उसके बुखार की जांच करने के लिए थर्मामीटर का उपयोग किया, वैज्ञानिकों और डॉक्टरों ने तापमान को मापने के लिए थर्मामीटर का उपयोग किया। इस अध्याय में, हम तापमान, थर्मामीटर और उनकी कार्यप्रणाली के बारे में सब कुछ जानेंगे!

गर्म या ठंडा?

क्या हम हमेशा अपनी स्पर्श इंद्रिय पर भरोसा कर सकते हैं कि कुछ गर्म है या ठंडा?

हमेशा नहीं! कभी-कभी, हमारी त्वचा धोखा खा जाती है। उदाहरण के लिए, एक धातु का चम्मच एक लकड़ी के चम्मच की तुलना में ठंडा लग सकता है, भले ही दोनों का तापमान समान हो। धूप में रहने के बाद, सामान्य पानी बेहद ठंडा लग सकता है।

हमारी स्पर्श इंद्रिय मददगार है, लेकिन यह हमेशा सही तापमान नहीं बताती। सामग्री और हम पहले से कितने गर्म या ठंडे महसूस कर रहे हैं, ये चीजें हमारे अनुभव को प्रभावित कर सकती हैं।

तापमान यह माप है कि कोई वस्तु कितनी गर्म या ठंडी है। यह हमें बताता है कि एक वस्तु में कितनी ऊष्मा ऊर्जा मौजूद है। उच्च तापमान का अर्थ है अधिक ऊष्मा ऊर्जा, जबकि निम्न तापमान का अर्थ है कम ऊष्मा ऊर्जा। दो वस्तुओं के बीच तापमान का अंतर यह निर्धारित करता है कि ऊष्मा कैसे गति करती है—ऊष्मा हमेशा गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु की ओर बहती है।

तापमान और इसके मापन को समझना जीवन के विभिन्न पहलुओं के लिए महत्वपूर्ण है, जिसमें स्वास्थ्य, खाना बनाना, और मौसम की भविष्यवाणी शामिल हैं।

थर्मामीटर क्या है?

एक थर्मामीटर एक उपकरण है जिसका उपयोग तापमान को सटीकता से मापने के लिए किया जाता है। यह ऊष्मा में परिवर्तनों का पता लगाकर और तापमान को एक पैमाने पर दर्शाकर काम करता है।

थर्मामीटर के दो मुख्य प्रकार हैं:

• क्लिनिकल थर्मामीटर – शरीर के तापमान को मापने के लिए उपयोग किया जाता है, आमतौर पर डिग्री सेल्सियस (°C) या फ़ारेनहाइट (°F) में।
• लेबोरेटरी थर्मामीटर – विज्ञान प्रयोगों और अनुसंधान में तरल, गैस, या ठोस पदार्थों के तापमान को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

तापमान मापना

एक क्लिनिकल थर्मामीटर मानव शरीर के तापमान को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इनसे अक्सर डिजिटल क्लिनिकल थर्मामीटर कहा जाता है और ये बैटरी पर काम करते हैं। ये एक व्यक्ति के शरीर के संपर्क में रखे जाने पर काम करते हैं।

क्लिनिकल थर्मामीटर कैसे काम करते हैं?

• ये तापमान को हीट सेंसर्स का उपयोग करके मापते हैं।
• तापमान डिजिटल रूप में दिखाया जाता है और इसे बैटरी द्वारा संचालित किया जाता है।
• तापमान को डिग्री सेल्सियस में मापा जाता है, जिसे प्रतीक °C द्वारा दर्शाया जाता है।
• जब इसे त्वचा पर रखा जाता है, तो ये तेजी से शरीर का तापमान दिखाते हैं।

तापमान मापने के पैमाने: फारेनहाइट और केल्विन

• फारेनहाइट स्केल: तापमान को डिग्री फारेनहाइट (°F) में मापता है। उदाहरण के लिए, 37.0°C फारेनहाइट में 98.6°F के बराबर है।
• उपयोग: फारेनहाइट स्केल वैज्ञानिक अध्ययनों में कम सामान्य होता जा रहा है।
• केल्विन स्केल: विज्ञान में उपयोग होता है, जहाँ तापमान को केल्विन (K) में मापा जाता है।
• SI यूनिट: केल्विन तापमान के लिए SI यूनिट है।

डिजिटल और पारा थर्मामीटर के बीच अंतर

• पारा थर्मामीटर कभी लोकप्रिय थे लेकिन पारे के विषाक्त स्वभाव के कारण ये खतरनाक होते हैं और इन्हें सही तरीके से निपटाना चुनौतीपूर्ण है।
• डिजिटल थर्मामीटर अब पसंद किए जाते हैं क्योंकि ये सुरक्षित हैं और इनमें विषाक्त सामग्री नहीं होती है।
• डिजिटल थर्मामीटर स्पष्ट प्रदर्शन के साथ आते हैं।
• डिजिटल थर्मामीटर सटीक तापमान पढ़ाई के लिए हीट सेंसर्स का उपयोग करते हैं, जिससे ये विश्वसनीय और सुविधाजनक बनते हैं।

गैर-संपर्क थर्मामीटर

COVID-19 महामारी के दौरान, गैर-संपर्क थर्मामीटर, जिन्हें इन्फ्रारेड थर्मामीटर भी कहा जाता है, का व्यापक रूप से उपयोग किया गया। ये व्यक्ति को छुए बिना तापमान मापते हैं, जिससे रोग फैलने का जोखिम कम होता है।

सेल्सियस को केल्विन तापमान पैमाने में परिवर्तित करना

सेल्सियस को केल्विन में परिवर्तित करने के लिए, इस सूत्र का उपयोग करें:

केल्विन में तापमान = सेल्सियस में तापमान + 273.15 (यह दर्शाता है कि आप सेल्सियस में 273.15 जोड़ते हैं ताकि केल्विन प्राप्त हो सके)

• उदाहरण: 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान के लिए: केल्विन में तापमान = 25 + 273.15 = 298.15 K

तापमान पैमाने और इकाइयाँ

• तापमान पैमाने व्यक्तियों के नाम पर रखे गए हैं: सेल्सियस पैमाना, फारेनहाइट पैमाना, और केल्विन पैमाना।
• ये नाम हमेशा बड़े अक्षर से शुरू होते हैं।
• जैसे डिग्री सेल्सियस और डिग्री फारेनहाइट लिखते समय, शब्द "डिग्री" छोटे अक्षर से शुरू होता है, जबकि सेल्सियस और फारेनहाइट बड़े अक्षर से।
• केल्विन की इकाई हमेशा छोटे अक्षर में लिखी जाती है।
• इन इकाइयों के प्रतीक बड़े अक्षरों में लिखे जाते हैं: °C, °F, और K।
• K के साथ डिग्री प्रतीक (°) का उपयोग न करें।
• प्रतीकों के लिखते समय, उनके बाद पूर्णविराम न लगाएँ जब तक यह वाक्य के अंत में न हो।
• संख्या और इकाई के बीच एक स्पेस छोड़ें, जैसे 30 °C, न कि 30°C।
• यदि तापमान एक डिग्री से ऊपर है, तो बहुवचन रूप 'डिग्रीज़' का उपयोग करें, जैसे '20 डिग्री सेल्सियस' को '20 °C' के रूप में लिखा जाता है।

बुखार का पता लगाना थर्मामीटर से पहले

• थर्मामीटर के आविष्कार से पहले, लोग अक्सर बुखार का पता लगाने के लिए नाड़ी की दरों की जांच करते थे, यह एक विधि है जो प्राचीन भारत में जानी जाती थी जहां बढ़ी हुई नाड़ी को बुखार से जोड़ा जाता था।
• हालांकि, केवल नाड़ी की दरों पर निर्भर रहना बहुत सटीक नहीं था क्योंकि अन्य कारक भी नाड़ी की दरों को प्रभावित कर सकते हैं।
• उदाहरण के लिए, शारीरिक गतिविधि, भावनात्मक तनाव, और अन्य स्थितियाँ भी नाड़ी की दरों को बढ़ा सकती हैं।

एक प्रयोगशाला थर्मामीटर का उपयोग वैज्ञानिक प्रयोगों में तापमान मापने के लिए किया जाता है। यह एक क्लिनिकल थर्मामीटर से भिन्न होता है, जिसका उपयोग शरीर के तापमान को मापने के लिए किया जाता है।

प्रयोगशाला थर्मामीटर के मुख्य भाग

• कैपिलरी ट्यूब – एक लंबी, पतली गिलास की ट्यूब, जिसका एक सिरा बंद होता है।
• बुल्ब – नीचे एक छोटा, गोल भाग जो तरल से भरा होता है।
• तरल कॉलम – ट्यूब के अंदर तरल की एक पतली लाइन जो ऊपर और नीचे चलती है।
• सेल्सियस स्केल – ट्यूब के साथ एक मार्क किया हुआ स्केल, जो तापमान पढ़ने को दर्शाता है।
• स्टेम – एक संकीर्ण, लंबी ट्यूब, जो आमतौर पर गिलास की होती है और इसमें तरल होता है।

एक प्रयोगशाला थर्मामीटर -10°C से 110°C तक माप सकता है, जिसका मतलब है कि यह बहुत उच्च और बहुत निम्न तापमान को माप सकता है।

प्रयोगशाला थर्मामीटर में आमतौर पर या तो एल्कोहल या पारा तरल के रूप में होता है।

• एल्कोहल: बेहतर दृश्यता के लिए अक्सर लाल रंग में होता है।
• पारा: इसका उपयोग भी होता है, लेकिन यह रंगहीन रहता है।

तापमान पढ़ना

• थर्मामीटर को सीधा पकड़ें।
• गिलास ट्यूब के अंदर तरल के स्तर को देखें।
• सेल्सियस स्केल पर उस संख्या को पढ़ें जो तरल कॉलम के शीर्ष से मेल खाती है।

प्रयोगशाला थर्मामीटर का उपयोग करते समय सावधानियाँ

• सावधान रहें – यह गिलास से बना होता है और आसानी से टूट सकता है।
• इसे हिलाएँ नहीं – नैदानिक थर्मामीटर के विपरीत, इसे हिलाने की आवश्यकता नहीं है।
• इसे बुल्ब से न पकड़ें – इससे पढ़ाई प्रभावित हो सकती है।
• इसे सीधे धूप में न रखें – इससे यह गर्म हो सकता है और गलत पढ़ाई दे सकता है।

मज़ेदार तथ्य!

एक प्रयोगशाला थर्मामीटर पानी के उबलने और जमने के बिंदुओं को माप सकता है! (पानी 100°C पर उबलता है और 0°C पर जमता है)।

वायुमंडलीय तापमान

क्या आपने समाचार पत्रों, टीवी या ऑनलाइन मौसम अपडेट देखे हैं? ये अपडेट आमतौर पर दिन के उच्चतम और न्यूनतम तापमान को दर्शाते हैं।

तापमान में दैनिक परिवर्तन हो सकता है क्योंकि कई कारक मौसम को प्रभावित करते हैं। सामान्यतः, जैसे-जैसे गर्मी का मौसम नजदीक आता है, तापमान बढ़ता है और सर्दी में घटता है।

वायुमंडलीय तापमान और इसे हम कैसे मापते हैं?

• वायुमंडलीय तापमान यह दर्शाता है कि हमारे चारों ओर का हवा कितनी गर्म या ठंडी है।
• वायुमंडलीय तापमान को मापने के लिए कई विधियों का उपयोग किया जाता है, जो एक महत्वपूर्ण मौसम कारक है जिसे वैश्विक स्तर पर मौसम स्टेशनों पर देखा जाता है।
• वायुमंडलीय तापमान के बारे में एकत्र की गई जानकारी, अन्य डेटा के साथ, सटीक मौसम पूर्वानुमान के लिए महत्वपूर्ण है।

वायुमंडलीय तापमान मापने की तकनीक और महत्व

• दुनिया भर के मौसम स्टेशन वायुमंडलीय तापमान की निगरानी करते हैं।
• वायुमंडलीय तापमान पर एकत्रित डेटा, अन्य मानकों के साथ, मौसम पूर्वानुमान के लिए उपयोग किया जाता है।

एक वैज्ञानिक के बारे में जानें: अन्ना मणि (1918-2001) एक भारतीय वैज्ञानिक थीं, जिन्हें 'भारत की मौसम महिला' के रूप में पहचाना जाता है। उन्होंने कई मौसम मापन उपकरणों का निर्माण और विकास किया, जिससे आयातित उपकरणों की आवश्यकता कम हो गई।

मुख्य नोट्स

• तापमान: यह किसी चीज़ के गर्म या ठंडा होने को मापता है।
• थर्मामीटर: ये उपकरण तापमान को मापते हैं, जिनमें क्लिनिकल प्रकार (डिजिटल और पारा), प्रयोगशाला थर्मामीटर, और गैर-संपर्क (इन्फ्रारेड) थर्मामीटर शामिल हैं।
• थर्मामीटर के प्रकार: ये क्लिनिकल थर्मामीटर (डिजिटल और पारा) और प्रयोगशाला थर्मामीटर होते हैं। क्लिनिकल थर्मामीटर आमतौर पर सेल्सियस पैमाने का उपयोग करते हैं, जहाँ तापमान को डिग्री सेल्सियस (°C) में मापा जाता है।
• तापमान पैमाने: सामान्य पैमानों में सेल्सियस, फारेनहाइट, और केल्विन शामिल हैं। तापमान की मानक इकाई केल्विन (K) है।
• मापन तकनीकें: सटीक पढ़ाई के लिए, क्लिनिकल थर्मामीटर को शरीर के संपर्क में रखना आवश्यक है।
• शरीर के तापमान में भिन्नताएँ: एक स्वस्थ वयस्क के लिए सामान्य तापमान लगभग 37.0 °C या 98.6 °F होता है। शरीर का तापमान उम्र, गतिविधि, और दिन के समय के अनुसार बदल सकता है।
• प्रयोगशाला थर्मामीटर की रेंज: ये थर्मामीटर आमतौर पर -10 °C से 110 °C तक मापते हैं।