வெப்பம் என்பது ஒரு வடிவிலான ஆற்றல். இது அதிக வெப்பநிலையிலிருந்து குறைந்த வெப்பநிலையை நோக்கி பாயும். வெப்பத்தின் SI அலகு ஜூல் (Joule); வெப்பநிலையின் SI அலகு கெல்வின் (Kelvin).
1. வெப்பம் மற்றும் வெப்பநிலை வேறுபாடு
| வெப்பம் (Heat) | வெப்பநிலை (Temperature) |
|---|---|
| ஆற்றலின் ஒரு வடிவம் | வெப்பத்தின் அளவீடு |
| அலகு: ஜூல் (J) | அலகு: கெல்வின் (K) / °C |
| கேலரிமீட்டர் மூலம் அளவிடப்படும் | வெப்பமானி மூலம் அளவிடப்படும் |
| பொருளின் அளவைப் பொறுத்தது | பொருளின் அளவைப் பொறுத்ததல்ல |
2. வெப்பப் பரிமாற்ற முறைகள்
அ) வெப்ப கடத்தல் (Conduction)
- திட பொருட்களில் வெப்பம் பரவும் முறை
- பொருளின் துகள்கள் இடம் பெயராமல் வெப்பம் கடத்தப்படும்
- உதாரணம்: இரும்பு கம்பி ஒரு முனையை சூடாக்கும்போது மறு முனையும் சூடாகும்
- நல்ல கடத்திகள்: உலோகங்கள் (தங்கம், வெள்ளி, தாமிரம்)
- கடத்தா பொருட்கள்: மரம், ரப்பர், பிளாஸ்டிக்
ஆ) வெப்ப பெயர்ச்சி (Convection)
- திரவங்கள் மற்றும் வாயுக்களில் வெப்பம் பரவும் முறை
- சூடான திரவம்/வாயு மேலே செல்லும்; குளிர்ந்தது கீழே வரும்
- உதாரணம்: கடல் காற்று, நிலக்காற்று, வெப்பப் பெயர்ச்சி மின்சாரம்
- வளிமண்டல வெப்ப பரிமாற்றம் இந்த முறையில் நடைபெறுகிறது
இ) வெப்பக் கதிர்வீச்சு (Radiation)
- வெப்பம் எந்தப் பொருளின் உதவியும் இல்லாமல் (வெற்றிடத்திலும்) பரவும் முறை
- ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும் (3×10⁸ m/s)
- உதாரணம்: சூரிய வெப்பம் பூமியை அடைவது
- கறுப்பு பொருட்கள் வெப்பத்தை அதிகம் உறிஞ்சும் மற்றும் வெளியிடும்
3. தனி வெப்ப ஏற்புத்திறன் (Specific Heat Capacity)
- 1 கிலோகிராம் பொருளை 1 கெல்வின் உயர்த்த தேவைப்படும் வெப்பம்
- சூத்திரம்: Q = mcΔT (Q = வெப்பம், m = நிறை, c = தனி வெப்ப ஏற்புத்திறன், ΔT = வெப்பநிலை மாற்றம்)
- நீரின் தனி வெப்ப ஏற்புத்திறன்: 4200 J/kg/K (மிக அதிகம்)
- அலகு: J kg⁻¹ K⁻¹
4. வெப்ப சுருக்கம் மற்றும் விரிவு
- பொருட்கள் சூடாகும்போது விரிவடையும்; குளிரும்போது சுருங்கும்
- திட பொருட்கள்: குறைவான விரிவு
- திரவங்கள்: திட பொருட்களைவிட அதிக விரிவு
- வாயுக்கள்: மிகவும் அதிக விரிவு
- நீர் 4°C-ல் அதிக அடர்த்தி கொண்டது (அசாதாரண விரிவு)
- பயன்பாடு: தர்மாமீட்டர், தொடர்வண்டி தண்டவாளம் இடைவெளி
5. உள்ளுறை வெப்பம் (Latent Heat)
| வகை | விளக்கம் | நீரில் மதிப்பு |
|---|---|---|
| உருகு வெப்பம் (Latent Heat of Fusion) | திட → திரவ மாற்றத்திற்குத் தேவை | 336,000 J/kg |
| கொதி வெப்பம் (Latent Heat of Vaporization) | திரவ → வாயு மாற்றத்திற்குத் தேவை | 2,260,000 J/kg |
- நிலை மாற்றம் நிகழும்போது வெப்பநிலை மாறாது
6. குளிரூட்டி கொள்கை (Refrigeration Principle)
- ஆவியாதல் வழியாக வெப்பம் உறிஞ்சப்படும் கொள்கையில் செயல்படும்
- குளிரூட்டி திரவம் (Refrigerant) மீண்டும் மீண்டும் ஆவியாகி, திரவமாகி வெப்பத்தை வெளியிடும்
- ஃபிரீயான் (Freon / CFC) - பழைய குளிரூட்டி திரவம் (ஓசோன் படலத்தை சேதப்படுத்தும்)
நினைவக சூத்திரங்கள்:
- Q = mcΔT (தனி வெப்ப ஏற்புத்திறன்)
- வெப்பம் = ஆற்றல் (ஜூல்); வெப்பநிலை = அளவீடு (கெல்வின்)
- கடத்தல் → திடம்; பெயர்ச்சி → திரவம்/வாயு; கதிர்வீச்சு → வெற்றிடம்