அறிமுகம்
வெப்பம் மற்றும் வெப்பவியல் (Heat & Thermodynamics) என்பது இயற்பியலின் முக்கிய அத்தியாயங்களில் ஒன்று. TNPSC குழு 1 தேர்வில் அடிக்கடி கேள்விகள் வரும் பகுதி இது. வெப்ப பரிமாற்றம், வெப்ப அளவுகள், வெப்ப இயந்திரங்கள், வெப்பவியல் விதிகள் போன்றவை அதிகம் கேட்கப்படும் தலைப்புகள்.
1. வெப்பம் (Heat)
-
வெப்பம் என்பது ஆற்றலின் ஒரு வடிவம்.
-
பொருளில் உள்ள அணுக்களின் இயக்க ஆற்றலின் மொத்தம் தான் வெப்பமாகும்.
-
SI அலகு: ஜூல் (Joule).
-
பொதுவான அலகு: கலோரி (Calorie).
👉 1 கலோரி = 4.186 ஜூல்
2. வெப்பநிலை (Temperature)
-
ஒரு பொருளின் சூடான தன்மை அல்லது குளிர்ந்த தன்மையை அளக்கும் அளவீடு.
-
வெப்பநிலை அளவுகோல்கள்:
-
செல்சியஸ் (Celsius)
-
பாரன்ஹீட் (Fahrenheit)
-
கேல்வின் (Kelvin – Absolute scale)
-
👉 0°C = 273 K
3. வெப்ப பரிமாற்றம் (Heat Transfer)
வெப்பம் மூன்று முறைகளில் பரிமாறுகிறது:
1️⃣ கடத்தல் (Conduction): திண்மங்களில் வெப்பம் நேரடியாக கடத்தப்படுகிறது. (உதா: இரும்புக் கம்பி சூடாகுதல்)
2️⃣ சலனம் (Convection): திரவம் மற்றும் வாயுக்களில் வெப்பம் சுழற்சி முறையில் பரிமாறுகிறது. (உதா: தண்ணீர் கொதித்தல்)
3️⃣ கதிர்வீச்சு (Radiation): வெப்பம் அலைகளாக பரிமாறுகிறது. (உதா: சூரிய வெப்பம் பூமியை அடைதல்)
4. வெப்பவியல் விதிகள் (Laws of Thermodynamics)
-
பூஜ்யத்தாம் விதி: வெப்ப சமநிலை (Thermal Equilibrium).
-
முதல் விதி: ஆற்றல் நிலைத்தன்மை → ΔU = Q – W.
-
இரண்டாவது விதி: வெப்பம் இயற்கையாக சூடான இடத்திலிருந்து குளிர்ந்த இடத்திற்கு செல்கிறது.
-
மூன்றாவது விதி: Absolute zero (0 K) அடைவது சாத்தியமற்றது.
5. குறிப்பிட்ட வெப்பம் (Specific Heat)
-
1 கிலோ பொருளின் வெப்பநிலையை 1°C உயர்த்த தேவையான வெப்ப அளவு.
-
அலகு: J/kg·K.
6. ஒளிர்வு வெப்பம் (Latent Heat)
-
பொருளின் நிலை மாற்றத்திற்கு தேவையான வெப்பம்.
-
வகைகள்:
-
உருகும் ஒளிர்வு வெப்பம்.
-
ஆவியாகும் ஒளிர்வு வெப்பம்.
-
7. வெப்ப இயந்திரங்கள் (Heat Engines)
-
வெப்ப ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றும் கருவிகள்.
-
உதாரணங்கள்: நீராவி இயந்திரம், உள்தகை எந்திரங்கள்.
-
விளைவு (Efficiency) = வேலை / வழங்கப்பட்ட வெப்பம்.
📌 விரைவான குறிப்புகள்
-
1 கலோரி = 4.186 ஜூல்.
-
0°C = 273 K.
-
வெப்ப பரிமாற்றம் → கடத்தல், சலனம், கதிர்வீச்சு.
-
வெப்பவியல் முதல் விதி → ΔU = Q – W.
-
Absolute Zero = -273°C = 0 K.
