ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯ ತತ್ವ

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ ಎಂದರೇನು?#

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ ಎಂಬುದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆ ಅಥವಾ ಭೌತಿಕ ಬದಲಾವಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಅಥವಾ ಹೀರಲ್ಪಡುವ ಉಷ್ಣದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸುವ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಇದು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ, ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅಗತ್ಯವಾದ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳು ವಿವಿಧ ಪ್ರಕಾರಗಳು ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸಗಳಲ್ಲಿ ಬರುತ್ತವೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳ ಪ್ರಕಾರಗಳು

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳು ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ಪ್ರಕಾರಗಳಾಗಿವೆ:

• ಸ್ಥಿರ-ಘನಪರಿಮಾಣದ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್: ಈ ರೀತಿಯ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಿರ ಘನಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಅಥವಾ ಹೀರಲ್ಪಡುವ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಉಷ್ಣ ನಷ್ಟವನ್ನು ಕನಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಲು ನಿರೋಧಕ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಸುತ್ತುವರೆದ ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಧಾರಕವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಕ್ರಿಯಾ ಪಾತ್ರೆಯನ್ನು ಧಾರಕದ ಒಳಗೆ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್ ಬಳಸಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

• ಸ್ಥಿರ-ಒತ್ತಡದ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್: ಈ ರೀತಿಯ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಅಥವಾ ಹೀರಲ್ಪಡುವ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಲೋಹದಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ ಮುಕ್ತ ಧಾರಕವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಅನಿಲಗಳ ವಿನಿಮಯವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ರಿಯಾ ಪಾತ್ರೆಯನ್ನು ಧಾರಕದ ಒಳಗೆ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್ ಬಳಸಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳ ಅನ್ವಯಗಳು

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳು ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ:

• ದಹನದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು: ಇಂಧನವು ಸುಡುವಾಗ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಉಷ್ಣದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂಧನಗಳ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಮತ್ತು ಸಮರ್ಥ ದಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಈ ಮಾಹಿತಿ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.

• ಕ್ರಿಯೆಯ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು: ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಅಥವಾ ಹೀರಲ್ಪಡುವ ಉಷ್ಣದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಈ ಮಾಹಿತಿ ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ.

• ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು: ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಒಂದು ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಉಷ್ಣದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುಗಳ ಉಷ್ಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಈ ಮಾಹಿತಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.

• ಸಮ್ಮಿಳನದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು: ಘನ ವಸ್ತುವನ್ನು ಕರಗಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಉಷ್ಣದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುಗಳ ಹಂತ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಕರಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಘನೀಕರಣವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಈ ಮಾಹಿತಿ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.

• ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು: ದ್ರವ ವಸ್ತುವನ್ನು ಆವಿಯಾಗಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಉಷ್ಣದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುಗಳ ಹಂತ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಬಾಷ್ಪೀಕರಣ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರೀಕರಣವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಈ ಮಾಹಿತಿ ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳು ವಿವಿಧ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಬಹುಮುಖ ಮತ್ತು ಅಗತ್ಯವಾದ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ. ಇವು ಸಂಶೋಧಕರು ಮತ್ತು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಭೌತಿಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಅಥವಾ ಹೀರಲ್ಪಡುವ ಉಷ್ಣದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಸಮರ್ಥ ಶಕ್ತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಮತ್ತು ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಈ ಮಾಹಿತಿ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯ ಉಪಯೋಗಗಳು#

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿ ಎಂಬುದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಭೌತಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಅಳೆಯುವ ವಿಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ, ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ, ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯ ಕೆಲವು ಉಪಯೋಗಗಳು ಇಲ್ಲಿವೆ:

1. ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಉಷ್ಣದ ನಿರ್ಣಯ:

• ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಉಷ್ಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತತೆಯನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಈ ಮಾಹಿತಿ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.

2. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿಯ ಅಳತೆ:

• ವಸ್ತುಗಳ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿಯು ಒಂದು ಗ್ರಾಂ ವಸ್ತುವಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಒಂದು ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಉಷ್ಣದ ಪ್ರಮಾಣವಾಗಿದೆ.

3. ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ನಿರ್ಣಯ:

• ಹಂತ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳು (ಕರಗುವಿಕೆ, ಹೆಪ್ಪುಗಟ್ಟುವಿಕೆ, ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರೀಕರಣ) ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

4. ಬಾಂಬ್ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿ:

• ಬಾಂಬ್ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯು ಇಂಧನಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ವಸ್ತುಗಳ ದಹನದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸುವ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಇಂಧನಗಳು ಮತ್ತು ಆಹಾರದ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

5. ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿ (ಡಿಎಸ್ಸಿ):

• ಡಿಎಸ್ಸಿ ಎಂಬುದು ಮಾದರಿಯು ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಅನುಭವಿಸುವಾಗ ಅದರೊಳಗೆ ಅಥವಾ ಹೊರಗೆ ಹರಿಯುವ ಉಷ್ಣದ ಹರಿವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಹಂತ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳು, ಗಾಜಿನ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಉಷ್ಣ ಘಟನೆಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಇದನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

6. ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಟೈಟ್ರೇಷನ್ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿ (ಐಟಿಸಿ):

• ಐಟಿಸಿ ಎಂಬುದು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಬಂಧನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಉಷ್ಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಅಳೆಯುವ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು, ನ್ಯೂಕ್ಲಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಜೈವಿಕ ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಇದನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

7. ಕ್ರಿಯಾ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿ:

• ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಉಷ್ಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಕ್ರಿಯಾ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಕ್ರಿಯಾ ಕ್ರಮವಿಧಿಗಳು ಮತ್ತು ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರದ ಬಗ್ಗೆ ಒಳನೋಟಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

8. ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿ:

• ಜೀವಂತ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಚಯಾಪಚಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು, ಕಿಣ್ವ ಕೈನೆಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಶಕ್ತಿ-ಸಂಬಂಧಿತ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

9. ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿ:

• ವಸ್ತುಗಳ ಹಂತ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳು, ಉಷ್ಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

10. ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಗಳು:

• ಗುಣಮಟ್ಟ ನಿಯಂತ್ರಣ, ಪ್ರಕ್ರಿಯಾ ಸುಧಾರಣೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಸಮರ್ಥತಾ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸಾರಾಂಶವಾಗಿ, ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯು ಉಷ್ಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಭೌತಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಶಾಸ್ತ್ರದ ಬಗ್ಗೆ ಒಳನೋಟಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ವಿವಿಧ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಬಹುಮುಖ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ.

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯ ತತ್ವದ ಪರಿಹರಿಸಿದ ಉದಾಹರಣೆಗಳು#

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿ ಎಂಬುದು ಉಷ್ಣ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಅಳತೆಯ ಅಧ್ಯಯನವಾಗಿದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆ ಅಥವಾ ಭೌತಿಕ ಬದಲಾವಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವಸ್ತು ಅಥವಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಹೀರಲ್ಪಟ್ಟ ಅಥವಾ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಉಷ್ಣದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಇದನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯ ತತ್ವವು ಹೇಳುವುದೇನೆಂದರೆ, ವಸ್ತು ಅಥವಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಹೀರಲ್ಪಟ್ಟ ಅಥವಾ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಉಷ್ಣವು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನಿಂದ ಪಡೆದ ಅಥವಾ ಕಳೆದುಕೊಂಡ ಉಷ್ಣಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ತತ್ವವನ್ನು ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಥವಾ ಭೌತಿಕ ಬದಲಾವಣೆಯ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಬಳಸಬಹುದು.

ಉದಾಹರಣೆ 1: ದಹನದ ಉಷ್ಣ#

10.0 ಗ್ರಾಂ ಮೀಥೇನ್ ಅನಿಲದ (CH4) ಮಾದರಿಯನ್ನು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ನಲ್ಲಿ ಸುಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ನಲ್ಲಿನ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವು 25.0 °C ನಿಂದ 35.0 °C ಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ನ ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿಯು 100 J/°C ಆಗಿದೆ.

ಮೀಥೇನ್ನ ದಹನದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಿ.

ಪರಿಹಾರ:

ನೀರಿನಿಂದ ಹೀರಲ್ಪಟ್ಟ ಉಷ್ಣ:

$$Q_{water} = m_{water} \times C_{water} \times \Delta T$$

$$Q_{water} = (100 g)(4.18 J/g°C)(10 °C) = 4180 J$$

ಮೀಥೇನ್ನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಉಷ್ಣ:

$$Q_{methane} = -Q_{water} = -4180 J$$

ಮೀಥೇನ್ನ ದಹನದ ಉಷ್ಣ:

$$ΔH_{combustion} = \frac{Q_{methane}}{n_{methane}}$$

$$ΔH_{combustion} = \frac{-4180 J}{1 mol} = -890 kJ/mol$$

ಆದ್ದರಿಂದ, ಮೀಥೇನ್ನ ದಹನದ ಉಷ್ಣ -890 kJ/mol ಆಗಿದೆ. ಇದರರ್ಥ 1 ಮೋಲ್ ಮೀಥೇನ್ ಸುಡುವಾಗ 890 kJ ಉಷ್ಣವು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ 2: ಸಮ್ಮಿಳನದ ಉಷ್ಣ#

0 °C ನಲ್ಲಿ 100 ಗ್ರಾಂ ಹಿಮದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹಿಮದ ತಾಪಮಾನವು 0 °C ನಿಂದ 10 °C ಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ನ ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿಯು 100 J/°C ಆಗಿದೆ.

ಹಿಮದ ಸಮ್ಮಿಳನದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಿ.

ಪರಿಹಾರ:

ಹಿಮದಿಂದ ಹೀರಲ್ಪಟ್ಟ ಉಷ್ಣ:

$$Q_{ice} = m_{ice} \times C_{ice} \times \Delta T$$

$$Q_{ice} = (100 g)(2.09 J/g°C)(10 °C) = 2090 J$$

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಉಷ್ಣ:

$$Q_{calorimeter} = -Q_{ice} = -2090 J$$

ಹಿಮದ ಸಮ್ಮಿಳನದ ಉಷ್ಣ:

$$ΔH_{fusion} = \frac{Q_{calorimeter}}{n_{ice}}$$

$$ΔH_{fusion} = \frac{-2090 J}{1 mol} = -334 J/mol$$

ಆದ್ದರಿಂದ, ಹಿಮದ ಸಮ್ಮಿಳನದ ಉಷ್ಣ -334 J/mol ಆಗಿದೆ. ಇದರರ್ಥ 1 ಮೋಲ್ ಹಿಮವನ್ನು ಕರಗಿಸಲು 334 J ಉಷ್ಣ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ 3: ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಉಷ್ಣ#

100 °C ನಲ್ಲಿ 100 ಗ್ರಾಂ ನೀರಿನ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವು 100 °C ನಿಂದ 90 °C ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ನ ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿಯು 100 J/°C ಆಗಿದೆ.

ನೀರಿನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಿ.

ಪರಿಹಾರ:

ನೀರಿನಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಉಷ್ಣ:

$$Q_{water} = m_{water} \times C_{water} \times \Delta T$$

$$Q_{water} = (100 g)(4.18 J/g°C)(10 °C) = 4180 J$$

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ನಿಂದ ಹೀರಲ್ಪಟ್ಟ ಉಷ್ಣ:

$$Q_{calorimeter} = -Q_{water} = -4180 J$$

ನೀರಿನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಉಷ್ಣ:

$$ΔH_{vaporization} = \frac{Q_{calorimeter}}{n_{water}}$$

$$ΔH_{vaporization} = \frac{-4180 J}{1 mol} = -40.7 kJ/mol$$

ಆದ್ದರಿಂದ, ನೀರಿನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಉಷ್ಣ -40.7 kJ/mol ಆಗಿದೆ. ಇದರರ್ಥ 1 ಮೋಲ್ ನೀರನ್ನು ಆವಿಯಾಗಿಸಲು 40.7 kJ ಉಷ್ಣ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯ ತತ್ವದ ಪದೇ ಪದೇ ಕೇಳಲಾಗುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು#

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿ ಎಂದರೇನು? ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆ ಅಥವಾ ಭೌತಿಕ ಬದಲಾವಣೆಯಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಉಷ್ಣದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ವಿಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿ, ಕ್ರಿಯೆಯ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಬದಲಾವಣೆ ಮತ್ತು ಇಂಧನದ ದಹನದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಇದನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳು ಯಾವುವು? ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳು ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ಪ್ರಕಾರಗಳಾಗಿವೆ:

• ಸ್ಥಿರ-ಒತ್ತಡದ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳು ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣದ ಹರಿವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತವೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಸ್ತುವಿನ ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
• ಬಾಂಬ್ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳು ಸ್ಥಿರ ಘನಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣದ ಹರಿವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತವೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕ್ರಿಯೆಯ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ ಹೇಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ? ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ ಅದರ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನಿಂದ ಉಷ್ಣವಾಗಿ ನಿರೋಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಧಾರಕವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಧಾರಕವನ್ನು ತಿಳಿದಿರುವ ಪ್ರಮಾಣದ ನೀರಿನಿಂದ ತುಂಬಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿ ಅಥವಾ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಬೇಕಾದ ವಸ್ತುವನ್ನು ನಂತರ ನೀರಿಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಮತ್ತೆ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎರಡು ತಾಪಮಾನಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಉಷ್ಣದ ಹರಿವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯ ಕೆಲವು ಅನ್ವಯಗಳು ಯಾವುವು? ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯನ್ನು ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ:

• ವಸ್ತುವಿನ ಉಷ್ಣ ಧಾರಣಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು
• ಕ್ರಿಯೆಯ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು
• ಇಂಧನದ ದಹನದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು
• ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು
• ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಸುಧಾರಿಸುವುದು

ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯ ಕೆಲವು ಮಿತಿಗಳು ಯಾವುವು? ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯು ಉಷ್ಣದ ಹರಿವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಇದು ಕೆಲವು ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಮಿತಿಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ:

• ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ನ ನಿಖರತೆಯು ತಾಪಮಾನ ಅಳತೆಗಳ ನಿಖರತೆಯಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ.
• ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡ ಅಥವಾ ಸ್ಥಿರ ಘನಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಉಷ್ಣದ ಹರಿವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸಬಹುದು.
• ಅವುಗಳ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನಿಂದ ಉಷ್ಣವಾಗಿ ನಿರೋಧಿಸಲ್ಪಡದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣದ ಹರಿವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

ತೀರ್ಮಾನ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯು ಉಷ್ಣದ ಹರಿವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಮೌಲ್ಯಯುತ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವಾಗ ಮತ್ತು ಅರ್ಥೈಸುವಾಗ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿಯ ಮಿತಿಗಳ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದಿರುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.