तापन वक्र और प्रावस्था परिवर्तन सिम्युलेटर
इस सिमुलेशन के समीकरण
| m | पानी का द्रव्यमान m (ग्राम) | ||
|---|---|---|---|
| c | विशिष्ट ऊष्मा धारिता | बर्फ़ 2.09, द्रव पानी 4.18, भाप 2.01 J/(g·K): पानी को प्रति डिग्री लगभग किसी भी चीज़ से ज़्यादा ऊष्मा चाहिए | |
| ΔT | change in temperature | केवल जब तक एक ही प्रावस्था हो; प्रावस्था बदलते समय तापमान ठहरा रहता है |
मौजूदा मानों के साथ:
| L_f | गलन की गुप्त ऊष्मा | 334 J/g: बिना गर्म किए क्रिस्टल तोड़ने की ऊर्जा | |
|---|---|---|---|
| L_v | वाष्पन की गुप्त ऊष्मा | 2,257 J/g, L_f का लगभग सात गुना: अणुओं को पूरी तरह अलग करना उन्हें ढीला करने से कहीं महँगा है | |
| Q | अब तक दी गई ऊष्मा | हीटर शक्ति गुणा समय |
मौजूदा मानों के साथ:
| P | हीटर शक्ति P (वाट; ऋणात्मक ठंडा करती है) | एक वाट यानी एक जूल प्रति सेकंड | |
|---|---|---|---|
| t | हर चरण का समय | पठार लंबे हैं क्योंकि गुप्त ऊष्माएँ बड़ी हैं |
मौजूदा मानों के साथ:
तापन वक्र सिम्युलेटर का उपयोग कैसे करें
- पानी का द्रव्यमान, शुरुआती तापमान और हीटर शक्ति सेट करें। यह बर्फ़ के रूप में शुरू होता है: अणु क्रिस्टल में बैठे हैं, हर एक अपनी जगह पर काँपता है, और तापमान बढ़ने के साथ वे और ज़ोर से काँपते हैं।
- 0 °C पर बर्फ़ पिघलने तक तापमान रुका रहता है: ऊष्मा क्रिस्टल तोड़ने में जाती है, और अणु एक-एक करके द्रव में छूटते हैं। 100 °C पर पानी उबलने और अणुओं के भाप बनकर उड़ने तक यह फिर रुकता है। चार्ट दी गई ऊष्मा के सापेक्ष तापन वक्र बनाता है, धूसर पूरे वक्र के ऊपर, उसकी दो सपाट सीढ़ियों के साथ।
- ऊष्मा निकालने और वक्र को उलटा चलाने, यानी जमने और संघनित होने के लिए शक्ति ऋणात्मक करें। समीकरण विशिष्ट और गुप्त ऊष्माओं से हर चरण की ऊष्मा जोड़ते हैं; विशिष्ट ऊष्मा कैलकुलेटर किसी भी पदार्थ के लिए Q = mcΔT निकालता है।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
बर्फ़ पिघलते समय तापमान एक जैसा क्यों रहता है?
क्योंकि सारी ऊष्मा उन बंधों को तोड़ने में जाती है जो अणुओं को क्रिस्टल में थामे हैं, उन्हें तेज़ चलाने में नहीं। तापमान अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा मापता है, जो आख़िरी बर्फ़ पिघलने तक नहीं बदलती। सोखी गई ऊष्मा गलन की गुप्त ऊष्मा है, हर ग्राम के लिए 334 J।
गुप्त ऊष्मा क्या है?
वह ऊर्जा जो कोई पदार्थ स्थिर तापमान पर प्रावस्था बदलते समय लेता या देता है। पानी के लिए गलन की गुप्त ऊष्मा 334 J/g और वाष्पन की 2,257 J/g है। जमने और संघनन पर यही मात्राएँ वापस निकलती हैं, इसीलिए भाप उसी तापमान के उबलते पानी से कहीं ज़्यादा जलाती है।
उबलने में पिघलने से इतना ज़्यादा समय क्यों लगता है?
क्योंकि वाष्पन की गुप्त ऊष्मा गलन की लगभग सात गुनी है। पिघलना अणुओं को सिर्फ़ इतना ढीला करता है कि वे एक-दूसरे पर फिसल सकें; उबलना उन्हें आपसी आकर्षण के ख़िलाफ़ पूरी तरह अलग करता है। 100 g पानी को 0 °C से उबाल तक लाने में 42 kJ लगते हैं; पूरा भाप बनाने में 226 kJ और।
तापन वक्र की ऊष्मा कैसे निकालें?
हर चरण जोड़ें: बर्फ़ गर्म करना (m × 2.09 × ΔT), पिघलाना (m × 334), पानी गर्म करना (m × 4.18 × ΔT), उबालना (m × 2,257) और भाप गर्म करना (m × 2.01 × ΔT), m ग्राम में। सेकंड में समय पाने के लिए वाट में हीटर शक्ति से भाग दें; चित्र के नीचे के समीकरण आपकी सेटिंग के लिए यही करते हैं।
यह कहता है कि WebGL बंद है।
3D दृश्य के लिए WebGL चाहिए, जो हर आधुनिक ब्राउज़र में होता है। ब्राउज़र सेटिंग में हार्डवेयर एक्सेलरेशन बंद होने या बहुत पुराने ग्राफ़िक्स ड्राइवर से यह बंद हो सकता है। हार्डवेयर एक्सेलरेशन चालू करें या दूसरा ब्राउज़र आज़माएँ।
क्या कुछ अपलोड होता है?
नहीं। सिमुलेशन आपका अपना ब्राउज़र WebGL से बनाता है; कहीं कुछ नहीं भेजा जाता, और पेज लोड होने के बाद यह ऑफ़लाइन भी चलता रहता है।