کیلورک
میونخ، 1798۔ کاؤنٹ رمفورڈ اسلحہ خانے میں توپوں کی نالوں میں سوراخ ہوتے دیکھتا ہے اور ایک حسابی سوال اٹھاتا ہے۔ اگر حرارت دھات میں پھیلا ہوا مادہ ہے تو اس کا ذخیرہ محدود ہے، اور سوراخ کرنا کسی دن گرم کرنا چھوڑ دے گا۔ وہ ایک کند برما لیتا ہے، نال کو پانی کے صندوق میں رکھتا ہے، اور ڈھائی گھنٹے بعد پانی ابلنے لگتا ہے۔ پانی بدلتا ہے — پھر ابلتا ہے۔
کیلورک ایک بے وزن مادہ تھا جسے لاووازیے نے سادہ مادوں کی اپنی جدول میں شامل کیا۔ سمجھا جاتا تھا کہ یہ گرم سے ٹھنڈے کی طرف بہتا ہے اور اس دوران محفوظ رہتا ہے۔ اس کی مقدار کیلوری میں ناپی جاتی تھی: ایک کیلوری ایک گرام پانی کو ایک درجہ گرم کرتی ہے۔ اس نظریے نے حرارتی گنجائش کی درست جدولیں دیں، بلکہ کارنو کا حرارتی انجنوں کا نظریہ بھی۔ مگر رمفورڈ کے تجربے نے دکھایا کہ جب تک کام کیا جائے، حرارت بے انتہا حاصل کی جا سکتی ہے۔
| نشان | caloric · calorique · پیمانہ cal |
| حساب کیسے ہوتا تھا | پگھلی ہوئی برف کی کمیت اور پانی کے گرم ہونے سے · Q = c·m·ΔT |
| کیا فرض کیا جاتا تھا | بقا: جتنا ایک جسم سے گیا، اتنا ہی دوسرے میں پہنچا |
| رواج اور ترک | calorique — لاووازیے، 1789 · رمفورڈ کا تجربہ — 1798 · میکانکی مساوی — جول، 1843—1850 |
| آج کا اندراج | حرارت توانائی کی ایک شکل ہے، جول میں · 1 cal = 4.184 J · ISO 80000-5 |
| عام قدریں | 79.7 cal — ایک گرام برف پگھلانا · 540 cal — ایک گرام پانی بخارات بنانا · 2000 kcal — روزانہ خوراک |
01 · تعریف
حرارت کا بے وزن سیال
اٹھارہویں صدی کے آخر کے نظام کے مطابق کیلورک اجسام میں موجود ہے اور گرم سے ٹھنڈے اجسام کی طرف بہتا ہے۔ اس کے ذرے ایک دوسرے کو دھکیلتے ہیں — اسی لیے حرارت پھیلتی ہے اور گرم ہونے پر اجسام پھیلتے ہیں۔ مادے کیلورک کو مختلف مقدار میں سموتے ہیں: لوہے کو ایک درجہ گرم ہونے کے لیے پانی سے دس گنا کم چاہیے۔
بلیک کی پوشیدہ حرارت کی بھی وضاحت مل گئی: پگھلتی برف کیلورک لیتی ہے مگر گرم نہیں ہوتی، لہٰذا یہ بندھی ہوئی شکل میں داخل ہوتا ہے۔ اس نظام کا سارا حساب ایک مفروضے پر کھڑا تھا — کہ کیلورک محفوظ رہتا ہے۔ ٹھیک اسی کو چھوڑنا پڑا۔ حرارتی گنجائش کے فارمولے برقرار رہے؛ بس اب حرارت کو توانائی گنا جاتا ہے۔
ترازو پر حرارت، تھرمامیٹر کے بغیر
درمیان میں برف کے خانے میں ایک گرم نمونہ ہے؛ اس کا رنگ اس کے درجۂ حرارت پر منحصر ہے۔ فیروزی رنگ میں برف اور پگھلا پانی ہے جو نیچے پیالے میں ٹپکتا ہے — حرارت اسی کی کمیت سے نکلتی ہے۔ بیرونی غلاف بھی برف کا ہے اور تجربے کو کمرے کی گرمی سے بچاتا ہے۔ کہربائی نقطے کیلورک ہیں، جیسا اسے تصور کیا جاتا تھا: یہ نمونے سے برف میں جاتا ہے، یہاں تک کہ نمونہ صفر تک ٹھنڈا ہو جائے۔
کیلورک سب کچھ کیسے سمجھاتا تھا — جب تک سوراخ کرنا شروع نہ ہوا
یہاں کیلورک ویسا ہی بنایا گیا ہے جیسا اسے تصور کیا جاتا تھا: ایک بے وزن سیال کے 260 کہربائی ذرے۔ پہلے تین تجربوں میں ان کی تعداد نہیں بدلتی؛ وہ صرف ایک جسم سے دوسرے میں جاتے ہیں، جسم کو پھیلاتے ہیں یا پگھلتی برف میں چھپ جاتے ہیں۔ کھوکھلے دائرے بندھا ہوا کیلورک ہیں، فیروزی تہ برف ہے۔ چوتھے تجربے میں برما عدم سے نئے ذرے پیدا کرتا ہے، سفید — اور حساب پورا نہیں رہتا۔ سلائیڈر تجربہ چلاتا ہے؛ منظر کے نیچے کے اعداد اس زمانے کی طرح کیلوری میں گنے جاتے ہیں۔
وہ نال جو ٹھنڈی نہ ہوتی تھی
درمیان میں اسلحہ خانے کی سوراخ کرنے والی مشین ہے۔ گھوڑے دائرے میں چلتے ہیں؛ ان کا رہٹ ایک بڑے پہیے اور ایک چھوٹے دندانے دار پہیے کے ذریعے کانسی کی نال گھماتا ہے۔ نال پانی کے صندوق میں ہے اور ایک کند برما اس کے سوراخ میں دبتا ہے۔ بنفشی رنگ میکانکی کام ہے: منتقلی، دھرا، گھوڑوں کی طاقت۔ کہربائی وہ حرارت ہے جو رگڑ کی جگہ پیدا ہوتی ہے: ذرے برمے سے پانی میں سے اوپر اٹھتے ہیں۔ فیروزی پانی اور اس کا درجۂ حرارت ہے۔ دائیں طرف ایک اسکرین پانی کا گرم ہونا لکھتی ہے، اور اس کے نیچے کیلورک کا حساب۔ نظریے کے مطابق نال میں کیلورک کا ذخیرہ محدود ہے۔ پٹی دکھاتی ہے کہ اس ذخیرے کا کتنا حصہ اب تک ختم ہو جانا چاہیے تھا۔ وقت 120 گنا تیز چلتا ہے: ایک سیکنڈ دو منٹ کا ہے۔ اگر 20 s تک کچھ نہ چھوئیں تو تجربے خود شروع ہو جاتے ہیں۔
—
02 · تبدیلی
| {n} | {v} | {note} |
کیلوریاں کئی ہیں۔ حرارتی کیمیائی ٹھیک 4.184 J ہے، بین الاقوامی 4.1868 J، پندرہ درجے والی 4.1855 J۔ فرق فیصد کے دسویں حصوں جتنا ہے۔ درست کام میں کیلوری کی قسم بتائی جاتی ہے — یا بہتر ہے کہ سیدھے جول لکھے جائیں۔
برف اور ابلتے پانی کے گرام اس دور کے پیمانے تھے: حرارت یوں ہی دکھائی دیتی تھی۔ ایک گرام برف پگھلانے پر 79.7 cal لگتی ہیں، 100 °C پر ایک گرام پانی کو بخارات بنانے پر تقریباً 540 cal۔ بھاپ ابلتے پانی سے زیادہ جلاتی ہے، ٹھیک انہی 540 کی وجہ سے۔
03 · مقداری درجے
04 · پیمائشی آلات
05 · لکھنے کے اصول
06 · ہمسایہ اکائیاں
کیلورک چلا گیا، مگر میراث چھوڑ گیا۔ کارنو نے کیلورک کو محفوظ سمجھتے ہوئے حرارتی انجنوں کی حد نکالی — اور فارمولا آج تک درست ہے۔ کام اور حرارت ایک ہی مقدار ثابت ہوئے، اور حرارت اور درجۂ حرارت کے تناسب سے اینٹروپی نے جنم لیا۔
07 · تاریخی حصہ
کیلورک کے نظریے نے ایک بھی پیمائش خراب نہیں کی: کیلوری میٹر منتقل شدہ حرارت ناپتا تھا، کسی مادے کو نہیں۔ اسی لیے لاووازیے اور لاپلاس کی حرارتی گنجائش کی جدولیں نظریے کے بعد بھی زندہ رہیں۔ صرف بقا کا مفروضہ ترک ہوا؛ پیمانہ — کیلوری — باقی رہا۔
کیلوری کی تعریف پانی کے ذریعے کی جاتی تھی اور اس کی کئی صورتیں تھیں: 15 °C پر، 0 سے 100 °C کا اوسط، بین الاقوامی۔ 1948 میں اوزان و پیمانہ جات کی عمومی کانفرنس نے سفارش کی کہ حرارت جول میں بیان کی جائے۔ کیلوری کھانے کی پیکنگ اور پرانی کتابوں میں رہ گئی۔
مقداروں کی فہرست
پوری فہرست ←SI کی سات بنیادی اکائیاں
تیزاب کا ایک قطرہ رس کا رنگ بدل دیتا ہے، نمک شعلے کو رنگ دیتا ہے، پانی ایک ٹھوکر سے جم جاتا ہے۔ ان کے نیچے Simetrium کے تمام ورق، شعبوں کے لحاظ سے اور حروفِ تہجی کی ترتیب میں۔
فہرست کھولیں ←