வெப்பப் பாய்மம்
மியூனிக், 1798. கவுண்ட் ரம்ஃபோர்ட் ஆயுதக் கிடங்கில் பீரங்கிக் குழாய்கள் துளைக்கப்படுவதைப் பார்த்து ஒரு கணக்குக் கேள்வியை எழுப்புகிறார். வெப்பம் உலோகத்தில் பரவிய ஒரு பொருள் என்றால், அதன் இருப்பு வரம்புக்குட்பட்டது; துளையிடுதல் ஒருநாள் சூடேற்றுவதை நிறுத்தியாக வேண்டும். அவர் ஒரு மழுங்கிய துளைக்கருவியை எடுத்து, குழாயை நீர்ப் பெட்டியில் வைக்கிறார்; இரண்டரை மணி நேரத்தில் நீர் கொதிக்கிறது. நீரை மாற்றுகிறார் — மீண்டும் கொதிக்கிறது.
வெப்பப் பாய்மம் என்பது லவாசியே தனது தனிமப் பொருள்களின் அட்டவணையில் சேர்த்த எடையற்ற பொருள். அது சூடானதிலிருந்து குளிர்ந்ததற்குப் பாய்ந்து, அப்போது காக்கப்படுகிறது என்று நம்பப்பட்டது. அதன் அளவு கலோரியில் அளக்கப்பட்டது: ஒரு கலோரி ஒரு கிராம் நீரை ஒரு பாகை சூடாக்குகிறது. இக்கோட்பாடு சரியான வெப்ப ஏற்புத்திறன் அட்டவணைகளையும், கார்னோவின் வெப்ப இயந்திரக் கோட்பாட்டையும் தந்தது. ஆனால் வேலை செய்யும் வரை வெப்பம் முடிவின்றிக் கிடைக்கும் என்று ரம்ஃபோர்டின் சோதனை காட்டியது.
| குறியீடு | caloric · calorique · அளவை cal |
| எப்படிக் கணக்கிட்டனர் | உருகிய பனிக்கட்டியின் நிறையாலும் நீர் சூடான அளவாலும் · Q = c·m·ΔT |
| என்ன கருதப்பட்டது | காப்பு: ஒரு பொருளிலிருந்து போனதே மற்றொன்றில் சேர்ந்தது |
| அறிமுகமும் கைவிடலும் | calorique — லவாசியே, 1789 · ரம்ஃபோர்டின் சோதனை — 1798 · இயந்திரச் சமானம் — ஜூல், 1843—1850 |
| இன்றைய எழுத்துமுறை | வெப்பம் ஆற்றலின் ஒரு வடிவம், ஜூலில் · 1 cal = 4.184 J · ISO 80000-5 |
| வழக்கமான மதிப்புகள் | 79.7 cal — ஒரு கிராம் பனிக்கட்டியை உருக்க · 540 cal — ஒரு கிராம் நீரை ஆவியாக்க · 2000 kcal — ஒரு நாள் உணவு |
01 · வரையறை
வெப்பத்தின் எடையற்ற திரவம்
18-ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதி அமைப்பின்படி, வெப்பப் பாய்மம் பொருள்களுக்குள் இருந்து சூடானவற்றிலிருந்து குளிர்ந்தவற்றுக்குப் பாய்கிறது. அதன் துகள்கள் ஒன்றையொன்று விலக்குகின்றன — அதனால் வெப்பம் பரவுகிறது, சூடாகும் பொருள்கள் விரிகின்றன. பொருள்கள் வெப்பப் பாய்மத்தை வெவ்வேறு அளவில் ஏற்கின்றன: ஒரு பாகை சூடாக இரும்புக்கு நீரைவிடப் பத்து மடங்கு குறைவே போதும்.
பிளாக்கின் உள்ளுறை வெப்பத்துக்கும் விளக்கம் கிடைத்தது: உருகும் பனிக்கட்டி வெப்பப் பாய்மத்தை ஏற்கிறது, ஆனால் சூடாவதில்லை; எனவே அது பிணைந்த வடிவில் நுழைகிறது. அமைப்பின் கணக்கு முழுதும் ஒரே அனுமானத்தின் மேல் நின்றது — வெப்பப் பாய்மம் காக்கப்படுகிறது. அதைத்தான் கைவிட வேண்டியிருந்தது. வெப்ப ஏற்புத்திறன் சூத்திரங்கள் செல்லுபடியாகவே இருந்தன; வெப்பம் இப்போது ஆற்றலாக எண்ணப்படுகிறது, அவ்வளவே.
வெப்பமானி இல்லாமல், தராசில் வெப்பம்
நடுவில் பனிக்கட்டி அறையில் ஒரு சூடான மாதிரி; அதன் நிறம் வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது. நீலப்பச்சையில் பனிக்கட்டியும் உருகிய நீரும் — நீர் கீழே கிண்ணத்தில் வடிகிறது, அதன் நிறையிலிருந்து வெப்பம் கணக்கிடப்படுகிறது. வெளி உறையும் பனிக்கட்டிதான்; அறையின் வெப்பத்திலிருந்து சோதனையைக் காக்கிறது. அம்பர் புள்ளிகள் அன்று கற்பனை செய்த வெப்பப் பாய்மம்: மாதிரி பூஜ்ஜியத்துக்குக் குளிரும் வரை அது மாதிரியிலிருந்து பனிக்கட்டிக்குச் செல்கிறது.
வெப்பப் பாய்மம் எல்லாவற்றையும் விளக்கியது — துளையிடத் தொடங்கும் வரை
இங்கே வெப்பப் பாய்மம் அன்று கற்பனை செய்தபடியே வரையப்பட்டுள்ளது: எடையற்ற திரவத்தின் 260 அம்பர் துகள்கள். முதல் மூன்று சோதனைகளில் அவற்றின் எண்ணிக்கை மாறுவதில்லை; அவை மற்றொரு பொருளுக்குப் பாய்கின்றன, பொருளை விரிக்கின்றன அல்லது உருகும் பனிக்கட்டியில் ஒளிந்துகொள்கின்றன. உள்ளீடற்ற வட்டங்கள் பிணைந்த வெப்பப் பாய்மம், நீலப்பச்சை அடுக்கு பனிக்கட்டி. நான்காம் சோதனையில் துளைக்கருவி ஒன்றுமில்லாததிலிருந்து புதிய துகள்களை, வெள்ளைத் துகள்களைப் பிறப்பிக்கிறது — கணக்கு ஒத்துவருவதில்லை. நழுவி சோதனையை நடத்துகிறது; காட்சிக்குக் கீழுள்ள எண்கள் அக்காலம் போலவே கலோரியில் எண்ணப்படுகின்றன.
குளிராத குழாய்
நடுவில் ஆயுதக் கிடங்கின் துளையிடும் இயந்திரம். குதிரைகள் வட்டமாக நடக்கின்றன; அவற்றின் சுழற்பொறி பெரிய சக்கரம், சிறிய பற்சக்கரம் வழியாக வெண்கலக் குழாயைச் சுழற்றுகிறது. குழாய் நீர்ப் பெட்டியில் நிற்கிறது; மழுங்கிய துளைக்கருவி அதன் துளையில் அழுந்துகிறது. ஊதா நிறம் இயந்திர வேலை: பரிமாற்றம், அச்சு, குதிரைகளின் திறன். அம்பர் உராய்வுப் புள்ளியில் பிறக்கும் வெப்பம்: துகள்கள் துளைக்கருவியிலிருந்து நீர் வழியாக எழுகின்றன. நீலப்பச்சை நீரும் அதன் வெப்பநிலையும். வலப்புறத் திரை நீர் சூடாவதைப் பதிவு செய்கிறது; அதன் கீழ் வெப்பப் பாய்மத்தின் கணக்கு. கோட்பாட்டின்படி குழாயில் உள்ள வெப்பப் பாய்ம இருப்பு வரம்புக்குட்பட்டது. அந்த இருப்பில் எவ்வளவு ஏற்கெனவே தீர்ந்திருக்க வேண்டும் என்று பட்டை காட்டுகிறது. நேரம் 120 மடங்கு வேகம்: ஒரு வினாடி இரண்டு நிமிடம். 20 s எதையும் தொடாவிட்டால் சோதனைகள் தாமாகத் தொடங்கும்.
—
02 · மாற்றம்
| {n} | {v} | {note} |
கலோரிகள் பல உண்டு. வெப்ப வேதியியல் கலோரி சரியாக 4.184 J, பன்னாட்டுக் கலோரி 4.1868 J, பதினைந்து பாகைக் கலோரி 4.1855 J. வேறுபாடு சதவீதத்தின் பத்தில் ஒரு பங்கு அளவே. துல்லியப் பணியில் கலோரியின் வகை குறிப்பிடப்படுகிறது — அல்லது நேரடியாக ஜூலில் எழுதுவதே சிறந்தது.
பனிக்கட்டி, கொதிநீர் கிராம்களே அக்கால அளவைகள்: வெப்பம் அப்படித்தான் கண்ணுக்குத் தெரிந்தது. ஒரு கிராம் பனிக்கட்டியை உருக்க 79.7 cal, 100 °C-இல் ஒரு கிராம் நீரை ஆவியாக்கச் சுமார் 540 cal. ஆவி கொதிநீரைவிடக் கடுமையாகச் சுடுவது இந்த 540-ஆல்தான்.
03 · அளவின் படிநிலைகள்
04 · அளவைக் கருவிகள்
05 · எழுத்து விதிகள்
06 · அண்டை அலகுகள்
வெப்பப் பாய்மம் மறைந்தது, ஆனால் மரபை விட்டுச் சென்றது. கார்னோ வெப்பப் பாய்மத்தைக் காக்கப்படுவதாகக் கொண்டு வெப்ப இயந்திரங்களின் வரம்பைக் கண்டார் — அச்சூத்திரம் இன்றும் சரியே. வேலையும் வெப்பமும் ஒரே அளவு என்று தெரியவந்தது; வெப்பத்துக்கும் வெப்பநிலைக்குமான விகிதத்திலிருந்து என்ட்ரோபி பிறந்தது.
07 · வரலாற்றுப் பகுதி
வெப்பப் பாய்மக் கோட்பாடு ஓர் அளவீட்டையும் கெடுக்கவில்லை: கலோரிமானி அளந்தது கடத்தப்பட்ட வெப்பத்தை, ஒரு பொருளை அல்ல. எனவே லவாசியே, லாப்லாஸின் வெப்ப ஏற்புத்திறன் அட்டவணைகள் கோட்பாட்டை விட நீண்ட காலம் நிலைத்தன. காப்பு என்ற அனுமானம் மட்டுமே கைவிடப்பட்டது; அளவை — கலோரி — தொடர்ந்தது.
கலோரி நீரின் வழியாக வரையறுக்கப்பட்டது; அதற்குப் பல வடிவங்கள் இருந்தன: 15 °C-இல், 0 முதல் 100 °C வரை சராசரி, பன்னாட்டு. 1948-இல் எடைகள் அளவைகளின் பொது மாநாடு வெப்பத்தை ஜூலில் குறிக்கப் பரிந்துரைத்தது. கலோரி உணவுப் பொதிகளிலும் பழைய கையேடுகளிலும் நிலைத்தது.
அளவைகளின் பட்டியல்
முழுப் பட்டியல் →SI-இன் ஏழு அடிப்படை அலகுகள்
ஒரு துளி அமிலம் சாற்றின் நிறத்தை மாற்றுகிறது, உப்பு சுடருக்கு நிறம் தருகிறது, ஒரு தட்டலில் நீர் உறைகிறது. அவற்றின் கீழே Simetrium-இன் எல்லாப் பக்கங்களும், துறைவாரியாகவும் அகர வரிசையிலும்.
பட்டியலைத் திற →