आप जानते हैं कि ऊनी कपड़े जानवरों के रेशों से बनाए जाते हैं। आप यह भी जानते हैं कि सूती कपड़े पौधों के रेशों से बनाए जाते हैं। हम सर्दियों में ऊनी कपड़े पहनते हैं जब बाहर ठंडक होती है। ऊनी कपड़े हमें गर्म रखते हैं। जब गर्मी होती है तब हल्के रंग के सूती कपड़े पहनना पसंद करते हैं। ये हमें ठंडक का अनुभव कराते हैं। आपने सोचा होगा कि एक विशेष मौसम के लिए विशेष प्रकार के कपड़े उपयुक्त क्यों होते हैं।

सर्दियों में आप घर के अंदर ठंड महसूस करते हैं। यदि आप धूप में बाहर आते हैं, तो आपको गर्मी लगती है। गर्मियों में आप घर के अंदर भी गर्मी महसूस करते हैं। हम कैसे जानते हैं कि कोई वस्तु गर्म है या ठंडी? हम कैसे पता लगाते हैं कि कोई वस्तु कितनी गर्म या ठंडी है? इस अध्याय में हम इनमें से कुछ प्रश्नों के उत्तर खोजने का प्रयास करेंगे।

3.1 गर्म और ठंडा

हम अपने दैनिक जीवन में अनेक वस्तुओं के संपर्क में आते हैं। उनमें से कुछ गर्म होती हैं

Table 3.1: गर्म और ठंडी वस्तुएँ

और कुछ ठंडी होती हैं। चाय गर्म होती है और बर्फ ठंडी होती है। Table 3.1 में आपके द्वारा प्राय: प्रयोग की जाने वाली कुछ वस्तुओं की सूची बनाइए। इन वस्तुओं को गर्म या ठंडा चिह्नित कीजिए।

बहुत गर्म वस्तुओं को न छुएँ। मोमबत्ती की लौ या चूल्हे को संभालते समय सावधान रहें।

हम देखते हैं कि कुछ वस्तुएँ ठंडी होती हैं जबकि कुछ गर्म। आप यह भी जानते हैं कि कुछ वस्तुएँ दूसरों की तुलना में अधिक गर्म होती हैं जबकि कुछ अधिक ठंडी। हम यह कैसे तय करते हैं कि कौन-सी वस्तु दूसरे की तुलना में अधिक गर्म है? हम अक्सर यह वस्तुओं को छूकर करते हैं। लेकिन क्या हमारा स्पर्श-बोध विश्वसनीय है? आइए जाँच करें।

क्रियाकलाप 3.1
तीन छोटे टब/कंटेनर लीजिए। उन्हें A, B और C लेबल कीजिए। कंटेनर A में ठंडा पानी और कंटेनर B में गर्म पानी डालिए।

ध्यान रखें कि पानी इतना गर्म न हो कि आपका हाथ जल जाए

आकृति 3.1 तीन कंटेनरों में पानी को महसूस करना

कंटेनर C में थोड़ा ठंडा और थोड़ा गर्म पानी मिलाइए। अब अपना बायाँ हाथ कंटेनर A में और दायाँ हाथ कंटेनर B में डुबोइए। दोनों हाथों को दो-तीन मिनट तक इन कंटेनरों में रखने के बाद, दोनों हाथों को एक साथ कंटेनर C में डालिए (आकृति 3.1)। क्या दोनों हाथों को एक समान अनुभव होता है?

बूझो कहता है, “मेरा बायाँ हाथ बता रहा है कि मग C का पानी गर्म है और दायाँ हाथ बता रहा है कि वही पानी ठंडा है। मुझे क्या निष्कर्ष निकालना चाहिए?”

बूझो की उलझन दिखाती है कि हम हमेशा यह तय करने के लिए स्पर्श की भावना पर भरोसा नहीं कर सकते कि कोई वस्तु गर्म है या ठंडी। कभी-कभी यह हमें धोखा दे सकती है।
फिर हम कैसे पता लगाते हैं कि कोई वस्तु वास्तव में कितनी गर्म है? किसी वस्तु की गर्मी का एक विश्वसनीय माप उसका तापमान होता है। तापमान को एक उपकरण जिसे थर्मामीटर कहा जाता है, द्वारा मापा जाता है।

3.2 तापमान का मापन

क्या आपने कभी थर्मामीटर देखा है? याद कीजिए जब आपको या आपके परिवार के किसी अन्य सदस्य को बुखार हुआ था, तो तापमान थर्मामीटर से मापा गया था। थर्मामीटर जो हमारे शरीर के तापमान को मापता है उसे नैदानिक थर्मामीटर कहा जाता है। थर्मामीटर को अपने हाथ में पकड़िए और इसे ध्यान से देखिए। यदि आपके पास थर्मामीटर नहीं है, तो किसी मित्र से इसे साझा करने का अनुरोध कीजिए। एक नैदानिक थर्मामीटर उसी तरह दिखता है जैसा चित्र 3.2 में दिखाया गया है।

एक नैदानिक थर्मामीटर एक लंबी, संकरी, एकसमान कांच की नली से बना होता है। इसका एक सिरा गोलाकार होता है। इस गोलाकार भाग में पारा होता है। गोलाकार भाग के बाहर, पारे की एक छोटी चमकदार धारी दिखाई देती है।

यदि आपको पारे की धारी नहीं दिखती है, तो थर्मामीटर को थोड़ा घुमाइए जब तक आपको यह दिखाई न दे। आपको थर्मामीटर पर एक पैमाना भी दिखाई देगा। वह पैमाना जिसका हम उपयोग करते है वह सेल्सियस पैमाना है, जिसे ${ }^{\circ} \mathrm{C}$ द्वारा दर्शाया जाता है।

बूझो ने सोचा कि चित्र 3.2 में दिखाए गए दो पैमानों में से वह किसे पढ़े। पहेली ने उसे बताया कि भारत ने सेल्सियस पैमाना अपनाया है और हमें वही पढ़ना चाहिए। दूसरा पैमा जिसकी सीमा 94-108 डिग्री है, वह फॉरेनहाइट पैमाना $\left({ }^{\circ} \mathrm{F}\right)$ है। इसका प्रयोग पहले होता था।

एक नैदानिक (क्लिनिकल) थर्मामीटर तापमान 35°C से 42°C तक पढ़ता है।

थर्मामीटर पढ़ना

आइए सीखें कि थर्मामीटर कैसे पढ़ा जाता है। सबसे पहले, दो बड़े निशानों के बीच दर्शाए गए तापमान अंतर को देखें। साथ ही इन निशानों के बीच आने वाले छोटे निशानों की संख्या भी देखें।

नैदानिक थर्मामीटर प्रयोग करते समय बरती जाने वाली सावधानियाँ

• थर्मामीटर को प्रयोग से पहले और बाद में धोना चाहिए, यदि संभव हो तो कीटाणुनाशक (एंटीसेप्टिक) द्रव से।
• यह सुनिश्चित करें कि प्रयोग से पहले पारे का स्तर 35°C से नीचे है।
• थर्मामीटर को पढ़ते समय पारे के स्तर को आँखों की सीध में रखें। (चित्र 3.3 देखें)।
• थर्मामीटर को सावधानी से पकड़ें। यदि यह किसी कठोर वस्तु से टकरा जाए तो यह टूट सकता है।
• थर्मामीटर को पढ़ते समय बल्ब (bulb) को न पकड़ें।

(छोटे निशानों द्वारा) देखें। मान लीजिए बड़े निशान एक डिग्री दर्शाते हैं और उनके बीच पाँच विभाजन हैं। तब एक छोटा विभाजन

$\frac{1}{5}=0.2^{\circ} \mathrm{C}$ पढ़ सकता है।

थर्मामीटर को धोएँ, यदि संभव हो तो कीटाणुनाशक द्रव से। इसे मजबूती से पकड़ें और कुछ झटके दें। झटकों से पारे का स्तर नीचे आ जाएगा। यह सुनिश्चित करें कि यह 35°C से नीचे आ जाए। अब थर्मामीटर के बल्ब को

चित्र 3.3 क्लिनिकल थर्मामीटर को पढ़ने की सही विधि

अपनी जीभ के नीचे। एक मिनट बाद थर्मामीटर को बाहर निकालें और पढ़नोट करें। यह आपका शरीर तापमान है। तापमान को हमेशा इसकी इकाई, ${ }^{\circ} \mathrm{C}$ के साथ बताना चाहिए।

आपने अपना शरीर तापमान कितना दर्ज किया?

मानव शरीर का सामान्य तापमान $37^{\circ} \mathrm{C}$ होता है। ध्यान दें कि तापमान इसकी इकाई के साथ बताया गया है।

पहेली ने अपना शरीर तापमान मापा। वह चिंतित हो गई क्योंकि यह ठीक $37^{\circ} \mathrm{C}$ नहीं था।

आइए पहेली को आश्वस्त करने की कोशिश करें कि उसके साथ कुछ भी गलत नहीं है।

क्रियाकलाप 3.3
अपने कुछ मित्रों (कम से कम 10) का शरीर तापमान क्लिनिकल थर्मामीटर से मापें।

तालिका 3.2: कुछ व्यक्तियों का शरीर तापमान

अपने प्रेक्षणों को तालिका 3.2 के अनुसार दर्ज करें।

क्या हर व्यक्ति का शरीर तापमान $37^{\circ} \mathrm{C}$ होता है?

हर व्यक्ति का तापमान $37^{\circ} \mathrm{C}$ नहीं हो सकता है। यह थोड़ा अधिक या थोड़ा कम भी हो सकता है। वास्तव में, जिसे हम सामान्य तापमान कहते हैं वह बड़ी संख्या में स्वस्थ व्यक्तियों का औसत शरीर तापमान होता है।

नैदानिक थर्मामीटर को केवल मानव शरीर के तापमान को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। मानव शरीर का तापमान सामान्यतः $35^{\circ} \mathrm{C}$ से नीचे या $42^{\circ} \mathrm{C}$ से ऊपर नहीं जाता। इसीलिए इस थर्मामीटर की सीमा $35^{\circ} \mathrm{C}$ से $42^{\circ} \mathrm{C}$ तक है।

बूझो को एक शरारती विचार आया। वह नैदानिक थर्मामीटर का उपयोग करके गर्म दूध का तापमान मापना चाहता था। पहेली ने उसे ऐसा करने से रोका।

सावधानी किसी भी वस्तु का तापमान मापने के लिए नैदानिक थर्मामीटर का उपयोग न करें, सिवाय मानव शरीर के। साथ ही, थर्मामीटर को धूप में या किसी लौ के पास रखने से बचें। यह टूट सकता है।

3.3 प्रयोगशाला थर्मामीटर

हम अन्य वस्तुओं का तापमान कैसे मापते हैं? इस उद्देश्य के लिए अन्य थर्मामीटर होते हैं। एक ऐसा थर्मामीटर प्रयोगशाला थर्मामीटर कहलाता है। शिक्षक आपको दिखाएंगे

विभिन्न उद्देश्यों के लिए विभिन्न प्रकार के थर्मामीटर उपयोग किए जाते हैं। पिछले दिन का अधिकतम और न्यूनतम तापमान, जो मौसम रिपोर्टों में दिया जाता है, एक थर्मामीटर द्वारा मापा जाता है जिसे अधिकतम-न्यूनतम थर्मामीटर कहा जाता है।

आकृति 3.4 एक प्रयोगशाला थर्मामीटर

इस थर्मामीटर को देखें। इसे ध्यान से देखें और नोट करें कि यह अधिकतम और न्यूनतम कितना तापमान माप सकता है। एक प्रयोगशाला थर्मामीटर की सीमा आमतौर पर $-10^{\circ} \mathrm{C}$ से $110^{\circ} \mathrm{C}$ तक होती है (चित्र 3.4)। साथ ही, जैसे आपने क्लिनिकल थर्मामीटर के मामले में किया था, यह भी पता लगाएं कि इस थर्मामीटर पर एक छोटा डिवीजन कितना पढ़ता है। थर्मामीटर को सही तरीके से पढ़ने के लिए आपको यह जानकारी चाहिए होगी।

अब हम सीखते हैं कि इस थर्मामीटर का उपयोग कैसे किया जाता है।

गतिविधि 3.4

एक बीकर या मग में थोड़ा नल का पानी लें। थर्मामीटर को पानी में डुबोएं ताकि बल्ब पानी में डूब जाए लेकिन बर्तन के तले या किनारों को न छुए। थर्मामीटर को ऊध्र्वाधर पकड़ें (चित्र 3.5)। थर्मामीटर में पारे की गति को देखें। तब तक प्रतीक्षा करें जब तक पारे की धारा स्थिर न हो जाए।

क्लिनिकल थर्मामीटर पढ़ते समय बरती जाने वाली सावधानियों के अतिरिक्त, प्रयोगशाला थर्मामीटर

• सीधा रखा जाना चाहिए, झुका हुआ नहीं। (चित्र 3.5)
• बल्ब को चारों ओर से उस पदार्थ से घिरा होना चाहिए जिसका तापमान मापा जा रहा है। बल्ब बर्तन की सतह को नहीं छूना चाहिए।

चित्र 3.5 प्रयोगशाला थर्मामीटर से पानी का तापमान मापना

रीडिंग नोट करें। यह उस समय पानी का तापमान है।

कक्षा में प्रत्येक विद्यार्थी द्वारा दर्ज किए गए पानी के तापमान की तुलना करें। क्या पढ़ने में कोई भिन्नता है? संभावित कारणों पर चर्चा करें।

आइए इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास करें।

क्रियाकलाप 3.5

एक बीकर या मग में थोड़ा गर्म पानी लें। थर्मामीटर को पानी में डुबोएं। तब तक प्रतीक्षा करें जब तक पारे की धारा स्थिर न हो जाए और तापमान नोट करें। अब थर्मामीटर को पानी से बाहर निकालें। ध्यान से देखें कि अब क्या होता है। क्या आपने देखा कि जैसे ही आप थर्मामीटर को पानी से बाहर निकालते हैं, पारे का स्तर गिरने लगता है। इसका अर्थ है कि तापमान तब पढ़ना चाहिए जब थर्मामीटर पानी में हो।

आपको याद होगा कि जब आप अपना तापमान लेते हैं, तो आपको पढ़ने को नोट करने के लिए थर्मामीटर को मुंह से बाहर निकालना पड़ता है। क्या आप तब प्रयोगशाला थर्मामीटर का उपयोग अपने

बूझो अब समझ गया है कि नैदानिक थर्मामीटर का उपयोग उच्च तापमान को मापने के लिए क्यों नहीं किया जा सकता। लेकिन अभी भी सोच रहा है कि क्या प्रयोगशाला थर्मामीटर का उपयोग उसके शरीर के तापमान को मापने के लिए किया जा सकता है।

बूझो सोच रहा है कि जब थर्मामीटर के बल्ब को किसी अन्य वस्तु के संपर्क में लाया जाता है, तो पारे का स्तर बदलता क्यों है?

शरीर के तापमान को मापने के लिए कर सकते हैं? स्पष्ट रूप से, प्रयोगशाला थर्मामीटर का उपयोग इस उद्देश्य के लिए सुविधाजनक नहीं है।

नैदानिक थर्मामीटर को मुंह से बाहर निकालने पर पारा गिरता या बढ़ता क्यों नहीं है?

एक नैदानिक थर्मामीटर को फिर से देखें। क्या आप बल्ब के पास एक कुंडी देखते हैं (चित्र 3.6)।

कुंडी का क्या उपयोग है? यह पारे के स्तर को अपने आप गिरने से रोकती है।

चित्र 3.6 एक नैदानिक थर्मामीटर में एक टेढ़ापन होता है

थर्मामीटरों में पारे के उपयोग को लेकर बहुत चिंता है। पारा एक विषैला पदार्थ है और यदि थर्मामीटर टूट जाए तो इसे निपटाना बहुत मुश्किल होता है। आजकल डिजिटल थर्मामीटर उपलब्ध हैं जिनमें पारे का उपयोग नहीं होता है।

3.4 ऊष्मा का स्थानांतरण

आपने देखा होगा कि जब एक कड़ाही को आंच पर रखा जाता है तो वह गर्म हो जाती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि आंच से बर्तन में ऊष्मा प्रवाहित होती है। जब कड़ाही को आंच से हटा लिया जाता है, तो वह धीरे-धीरे ठंडी हो जाती है। वह ठंडी क्यों होती है? ऊष्मा कड़ाही से आसपास के वातावरण में स्थानांतरित हो जाती है। इससे आप समझ सकते हैं कि दोनों ही स्थितियों में ऊष्मा गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु की ओर प्रवाहित होती है। वास्तव में,

पहेली पूछती है: “क्या इसका अर्थ यह है कि यदि दो वस्तुओं का तापमान समान हो तो ऊष्मा स्थानांतरित नहीं होगी?”

सभी स्थितियों में ऊष्मा गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु की ओर प्रवाहित होती है।

ऊष्मा कैसे प्रवाहित होती है? आइए जांच करें।

क्रियाकलाप 3.6

एक छड़ या चौड़ी पट्टी लें जो धातु की हो, मान लीजिए एल्युमिनियम या लोहे की। छड़ पर कुछ छोटे-छोटे मोम के टुकड़े लगा दें। ये टुकड़े लगभग बराबर दूरी पर होने चाहिए (चित्र 3.7)। छड़ को एक स्टैंड से कस लें। यदि स्टैंड न मिले तो छड़ का एक सिरा ईंटों के बीच दबा दें। अब छड़ के दूसरे सिरे को गरम करें और देखें।

मोम के टुकड़ों को क्या होता है? क्या ये टुकड़े गिरने लगते हैं? पहले कौन-सा टुकड़ा गिरता है? क्या आप सोचते हैं कि गर्मी लौ के सबसे नज़दीक वाले सिरे से दूसरे सिरे तक स्थानांतरित हो रही है?

चित्र 3.7 धातु की पट्टी के माध्यम से ऊष्मा का प्रवाह

उस प्रक्रिया को, जिससे किसी वस्तु के गर्म सिरे से ठंडे सिरे तक ऊष्मा स्थानांतरित होती है, चालन (conduction) कहा जाता है। ठोसों में प्रायः ऊष्मा चालन की प्रक्रिया से स्थानांतरित होती है।

चित्र 3.8 विभिन्न पदार्थों द्वारा ऊष्मा का चालन

क्या सभी पदार्थ ऊष्मा को आसानी से चालित करते हैं? आपने देखा होगा कि खाना पकाने के धातु के तवे का हैंडल प्लास्टिक या लकड़ी का होता है। क्या आप गर्म तवे को उसके हैंडल को पकड़कर उठा सकते हैं बिना जले?

क्रियाकलाप 3.7

एक छोटे पैन या बीकर में पानी गरम करें। कुछ वस्तुएँ जैसे स्टील का चम्मच, प्लास्टिक का स्केल, पेंसिल और डिवाइडर इकट्ठा करें। इनमें से प्रत्येक वस्तु का एक सिरा गरम पानी में डुबोएँ (चित्र 3.8)। कुछ crystal.minutes प्रतीक्षा करें। दूसरे सिरे को छूएँ। अपना प्रेक्षण तालिका 3.3 में दर्ज करें।

तालिका 3.3

वे पदार्थ जिनसे ऊष्मा आसानी से गुजरती है, ऊष्मा के चालक होते हैं। उदाहरण के लिए, एल्युमिनियम, लोहा और ताँबा। वे पदार्थ जिनसे ऊष्मा आसानी से नहीं गुजरती, ऊष्मा के खराब चालक होते हैं जैसे प्लास्टिक और लकड़ी। खराब चालकों को इन्सुलेटर कहा जाता है।

पानी और वायु ऊष्मा के खराब चालक हैं। फिर इन पदार्थों में ऊष्मा स्थानांतरण कैसे होता है? आइए पता करें।

क्रियाकलाप 3.8

एक गोल तले की फ्लास्क लें (यदि फ्लास्क उपलब्ध न हो, तो बीकर का उपयोग किया जा सकता है)। इसे दो-तिहाई पानी से भरें। इसे ट्रिपॉड पर रखें, या कोई ऐसी व्यवस्था करें कि आप इसे नीचे मोमबत्ती रखकर गरम कर सकें। तब तक प्रतीक्षा करें जब तक फ्लास्क में पानी स्थिर न हो जाए। एक स्ट्रॉ की सहायता से फ्लास्क के तले पर धीरे से पोटैशियम परमैंगनेट का एक क्रिस्टल रखें। अब, मोमबत्ती को ठीक नीचे रखकर पानी को गरम करें।

अपना प्रेक्षण अपनी नोटबुक में लिखें और जो कुछ आप देखते हैं उसका चित्र भी बनाएँ (चित्र 3.9)।

जब पानी को गरम किया जाता है, तो लौ के पास का पानी गरम हो जाता है। गरम पानी ऊपर उठता है। किनारों से ठंडा पानी नीचे गिरकर ताप स्रोत की ओर बढ़ता है। यह पानी भी गरम होकर ऊपर उठ जाता है।

चित्र 3.9 पानी में ऊष्मा का संवहन

और किनारों से पानी नीचे आता है। यह प्रक्रिया तब तक चलती है जब तक सारा पानी गरम नहीं हो जाता। ऊष्मा के इस स्थानांतरण को संवहन कहा जाता है।

हवा में ऊष्मा कैसे जाती है? धुआँ किस दिशा में जाता है?

ताप स्रोत के पास की हवा गरम होकर ऊपर उठती है। किनारों से हवा उसकी जगह लेने आती है। इस तरह हवा गरम होती है। निम्नलिखित क्रियाकलाप इस विचार की पुष्टि करता है।

क्रियाकलाप 3.9

एक मोमबत्ती जलाएँ। एक हाथ लौ के ऊपर और एक हाथ लौ के किनारे रखें (चित्र 3.10)। क्या आपके दोनों हाथ समान रूप से गरम महसूस करते हैं? यदि नहीं, तो कौन-सा हाथ अधिक गरम लगता है? और क्यों?

सावधान रहें। अपने हाथों को लौ से सुरक्षित दूरी पर रखें ताकि वे जलें नहीं।

चित्र 3.10 हवा में संवहन द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण

ध्यान दीजिए कि ऊपर की ओर, वायु संवहन द्वारा गरम होती है। इसलिए, लौ के ऊपर हाथ गरम महसूस करता है। परंतु बगल में कोई संवहन नहीं होता और वायु ऊपर की तरह इतनी गरम नहीं लगती।

तटीय क्षेत्रों में रहने वाले लोग एक रोचक घटना का अनुभव करते हैं। दिन के समय, भूमि जल की तुलना में तेजी से गरम होती है। भूमि के ऊपर की वायु गरम होकर ऊपर उठ जाती है। समुद्र से ठंडी वायु भूमि की ओर उसकी जगह लेने के लिए दौड़ती है। भूमि से गरम वायु चक्र को पूरा करने के लिए समुद्र की ओर बढ़ती है (चित्र 3.11)। समुद्र से आने वाली वायु को समुद्री ब्रीज़ कहा जाता है। ठंडी समुद्री ब्रीज़ प्राप्त करने के लिए, तटीय क्षेत्रों के घरों की खिड़कियाँ समुद्र की ओर बनाई जाती हैं। रात में यह पूरी तरह उलट होता है। जल भूमि की तुलना में धीरे-धीरे ठंडा होता है। इसलिए, भूमि से ठंडी वायु समुद्र की ओर बढ़ती है। इसे भूमि ब्रीज़ कहा जाता है।

जब हम धूप में बाहर आते हैं, तो हमें गरम लगता है। सूरज से आने वाली गर्मी हम तक कैसे पहुँचती है? यह हम तक चालन या संवहन द्वारा नहीं पहुँच सकती क्योंकि पृथ्वी और सूरज के बीच के अधिकांश स्थान में वायु जैसा कोई माध्यम नहीं होता है।

दिन के समय

रात्रि का समय

आकृति 3.11 समुद्री हवा और स्थल हवा

सूर्य से ऊष्मा हम तक एक अन्य प्रक्रिया द्वारा आती है जिसे विकिरण कहा जाता है। विकिरण द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं करता। यह माध्यम उपस्थित हो या न हो, इसमें स्थानांतरण हो सकता है। जब हम कमरे के हीटर के सामने बैठते हैं, तो हमें ऊष्मा इसी प्रक्रिया द्वारा मिलती है। एक गरम बर्तन जिसे ज्वाला से दूर रखा जाता है, वह ठंडा हो जाता है क्योंकि वह विकिरण द्वारा परिवेश को ऊष्मा स्थानांतरित करता है। हमारा शरीर भी विकिरण द्वारा परिवेश को ऊष्मा देता है और उससे ऊष्मा प्राप्त करता है।

सभी गरम वस्तुएँ ऊष्मा का विकिरण करती हैं। जब यह ऊष्मा किसी वस्तु पर पड़ती है, तो उसका एक भाग परावर्तित होता है, एक भाग अवशोषित होता है और एक भाग पारगमित हो सकता है। वस्तु का तापमान अवशोषित ऊष्मा के कारण बढ़ता है। जब आप धूप में बाहर जाते हैं तो छाता प्रयोग करने की सलाह क्यों दी जाती है?

3.5 गर्मी और सर्दी में हम किस प्रकार के वस्त्र पहनते हैं

आप जानते हैं कि गर्मी में हम हल्के रंग के वस्त्र पसंद करते हैं और सर्दी में आमतौर पर गहरे रंग के वस्त्र पहनते हैं। ऐसा क्यों है? आइए जानें।

क्रियाकलाप 3.10

दो समान टिन के डिब्बे लें। एक के बाहरी सतह को काला और दूसरे को सफेद रंग से पेंट करें (चित्र 3.12)। दोनों में बराबर मात्रा में पानी डालें और उन्हें दोपहर के समय लगभग एक घंटे तक धूप में छोड़ दें। दोनों डिब्बों में पानी का तापमान मापें। क्या आपको तापमान में कोई अंतर दिखाई देता है? किस डिब्बे में पानी अधिक गर्म है? आप दोनों डिब्बों में पानी को छूकर भी अंतर महसूस कर सकते हैं।

हम अक्सर अपने घरों को ठंडा या गर्म रखने के लिए बिजली और कोयला या लकड़ी जैसे ईंधन का उपयोग करते हैं। क्या ऐसी इमारतें बनाना संभव है, जो बाहर की गर्मी और ठंडक से अधिक प्रभावित न हों? यह इमारतों की बाहरी दीवारें इस प्रकार बनाकर किया जा सकता है कि उनमें हवा की परतें फंसी हों। इसका एक तरीका यह है कि खोखली ईंटों का उपयोग किया जाए, जो आजकल उपलब्ध हैं।

चित्र 3.12 काली और सफेद सतह वाले डिब्बे

क्रियाकलाप 3.11

क्रियाकलाप 3.10 में प्रयोग किए गए दोनों डिब्बों में समान मात्रा में समान तापमान का गर्म पानी भरें (मान लें, $60^{\circ} \mathrm{C}$)। डिब्बों को किसी कमरे या छाया में छोड़ दें। 10-15 मिनट बाद पानी का तापमान नोट करें। क्या दोनों डिब्बों में पानी का तापमान समान मात्रा में गिरता है?

क्या ये गतिविधियाँ आपको यह कारण सुझाती हैं कि गर्मियों में सफेद या हल्के रंग के कपड़े पहनना अधिक आरामदायक क्यों होता है और सर्दियों में गहरे रंग के कपड़े? गहरी सतहें अधिक ऊष्मा को अवशोषित करती हैं और, इसलिए, हम सर्दियों में गहरे रंग के कपड़ों को आरामदायक पाते हैं। हल्के रंग के कपड़े उन पर पड़ने वाली अधिकांश ऊष्मा को परावर्तित करते हैं और, इसलिए, हम उन्हें गर्मियों में पहनने को अधिक आरामदायक पाते हैं।

ऊनी कपड़े हमें सर्दियों में गर्म रखते हैं

सर्दियों में, हम ऊनी कपड़े प्रयोग करते हैं। ऊष्मा का कुचालक होता है। इसके अतिरिक्त, ऊन के रेशों के बीच हवा फँसी होती है। यह हवा हमारे शरीर से ठंडे वातावरण में ऊष्मा के प्रवाह को रोकती है। इसलिए, हम गर्म महसूस करते हैं।

मान लीजिए आपको सर्दियों में विकल्प दिया जाता है कि आप या तो एक मोटा कंबल प्रयोग करें या दो पतले कंबलों को आपस में जोड़कर। आप क्या चुनेंगे और क्यों? याद रखें कि कंबलों के बीच हवा की एक परत होगी।

कीवर्ड

$ \begin{array}{lll} \text { सेल्सियस पैमाना } & \text { इन्सुलेटर } & \text { समुद्री हवा } \\ \text { चालन } & \text { स्थल हवा } & \text { तापमान } \\ \text { चालक } & \text { विकिरण } & \text { तापमापी } \\ \text { संवहन } & & \end{array} $

आपने क्या सीखा है

• किसी वस्तु की गरमी की मात्रा का अनुमान लगाने में हमारा स्पर्श-बोध हमेशा विश्वसनीय मार्गदर्शक नहीं होता।

• तापमान किसी वस्तु की गरमी की मात्रा को मापने वाला एक माप है।

• तापमापी तापमान को मापने के लिए प्रयुक्त एक युक्ति है।

• नैदानिक थर्मामीटर (clinical thermometer) का उपयोग हमारे शरीर के तापमान को मापने के लिए किया जाता है। इस थर्मामीटर की सीमा $35^{\circ} \mathrm{C}$ से $42^{\circ} \mathrm{C}$ तक होती है। अन्य उद्देश्यों के लिए, हम प्रयोगशाला थर्मामीटर का उपयोग करते हैं। इन थर्मामीटरों की सीमा आमतौर पर $-10^{\circ} \mathrm{C}$ से $110^{\circ} \mathrm{C}$ तक होती है।

• मानव शरीर का सामान्य तापमान $37^{\circ} \mathrm{C}$ होता है।

• ऊष्मा उच्च तापमान वाले शरीर से निम्न तापमान वाले शरीर की ओर प्रवाहित होती है। ऐसे तीन तरीके हैं जिनसे ऊष्मा एक वस्तु से दूसरी वस्तु में प्रवाहित हो सकती है। ये हैं - चालन (conduction), संवहन (convection) और विकिरण (radiation)।

• ठोसों में, सामान्यतः ऊष्मा का स्थानांतरण चालन द्वारा होता है। द्रवों और गैसों में ऊष्मा का स्थानांतरण संवहन द्वारा होता है। विकिरण द्वारा ऊष्मा के स्थानांतरण के लिए कोई माध्यम आवश्यक नहीं होता।

• वे पदार्थ जिनसे ऊष्मा आसानी से गुजर जाती है, ऊष्मा के चालक कहलाते हैं।

• वे पदार्थ जिनसे ऊष्मा आसानी से नहीं गुजरती, ऊष्मा के इन्सुलेटर कहलाते हैं।

• गहरे रंग की वस्तुएं हलके रंग की वस्तुओं की तुलना में अधिक ऊष्मा अवशोषित करती हैं। यही कारण है कि गर्मियों में हम हलके रंग के कपड़ों में अधिक आरामदायक महसूस करते हैं।

• ऊनी कपड़े हमें सर्दियों में गर्म रखते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऊल ऊष्मा का खराब चालक होता है और इसके रेशों के बीच हवा फंसी रहती है।

अभ्यास

1. प्रयोगशाला थर्मामीटर और नैदानिक थर्मामीटर के बीच समानताएँ और अंतर बताइए।

2. ऊष्मा के चालकों और इन्सुलेटरों के दो-दो उदाहरण दीजिए।

3. रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए :

(a) किसी वस्तु की तापता उसके ____________ द्वारा निर्धारित की जाती है।

(b) उबलते हुए पानी का तापमान थर्मामीटर द्वारा मापा नहीं जा सकता।

(c) तापमान ____________ डिग्री में मापा जाता है।

(d) ____________ प्रक्रिया द्वारा ऊष्मा के स्थानांतरण के लिए कोई माध्यम आवश्यक नहीं होता।

(e) एक ठंडे इस्पात चम्मच को गरम दूध के कप में डाला जाता है। ऊष्मा उसके दूसरे सिरे तक ____________ प्रक्रिया द्वारा स्थानांतरित होती है।

(f) ____________ रंग के कपड़े हल्के रंग के कपड़ों की तुलना में अधिक ऊष्मा अवशोषित करते हैं।

4. सुमेलित कीजिए :

$ \begin{array}{ll} \text{(i) भूमि बयास चलता है} & \text{(a) गर्मी} \\ \text{(ii) समुद्री बयास चलता है} & \text{(b) सर्दी} \\ \text{(iii) गहरे रंग के कपड़े पसंद किए जाते हैं} & \text{(c) दिन} \\ \text{(iv) हल्के रंग के कपड़े पसंद किए जाते हैं} & \text{(d) रात} \\ \end{array} $

5. चर्चा कीजिए कि सर्दी में एक मोटे कपड़े की अपेक्षा अधिक परतों वाले कपड़े पहनने से हम अधिक गर्म क्यों रहते हैं।

6. चित्र 3.13 को देखिए। चिह्नित कीजिए कि कहाँ ऊष्मा चालन, संवहन और विकिरण द्वारा स्थानांतरित हो रही है।

चित्र 3.13

7. गरम जलवाले स्थानों पर घरों की बाहरी दीवारों को सफेद रंग से पेंट करने की सलाह दी जाती है। समझाइए।

8. 30°C वाले एक लीटर पानी को 50°C वाले एक लीटर पानी में मिलाया जाता है। मिश्रण का तापमान होगा
(a) 80°C
(b) 50°C से अधिक लेकिन 80°C से कम
(c) 20°C
(d) 30°C और 50°C के बीच

9. 40°C वाले एक लोहे की गेंद को 40°C वाले पानी से भरे मग में गिराया जाता है। ऊष्मा

(a) लोहे की गेंद से पानी में प्रवाहित होगी।

(b) न लोहे की गेंद से पानी में और न ही पानी से लोहे की गेंद में प्रवाहित होगी।

(c) पानी से लोहे की गेंद में प्रवाहित होगी।

(d) दोनों के तापमान को बढ़ाएगी।

10. एक लकड़ी के चम्मच को आइसक्रीम के कप में डुबोया जाता है। इसका दूसरा सिरा

(a) संचालन की प्रक्रिया से ठंडा हो जाता है।

(b) संवहन की प्रक्रिया से ठंडा हो जाता है।

(c) विकिरण की प्रक्रिया से ठंडा हो जाता है।

(d) ठंडा नहीं होता।

11. स्टेनलेस स्टील के पैनों को आमतौर पर तांबे की तली के साथ बनाया जाता है। इसका कारण यह हो सकता है कि

(a) तांबे की तली पैन को अधिक टिकाऊ बनाती है।

(b) ऐसे पैन रंगीन दिखते हैं।

(c) तांबा स्टेनलेस स्टील की तुलना में ऊष्मा का बेहतर चालक है।

(d) तांबे को स्टेनलेस स्टील की तुलना में साफ करना आसान होता है।

विस्तारित अधिगम - गतिविधियाँ और परियोजनाएँ

1. किसी डॉक्टर या अपने निकटतम स्वास्थ्य केंद्र पर जाएँ। डॉक्टर को रोगियों का तापमान लेते हुए देखें। पूछें:

(a) वह उपयोग से पहले थर्मामीटर को किसी द्रव में क्यों डुबाती है।

(b) थर्मामीटर को जीभ के नीचे क्यों रखा जाता है।

(c) क्या शरीर का तापमान मुंह के अलावा किसी अन्य स्थान पर थर्मामीटर रखकर मापा जा सकता है।

(d) क्या शरीर के विभिन्न भागों का तापमान समान होता है या भिन्न।

आप अपने मन में आने वाले और भी प्रश्न जोड़ सकते हैं।

2. एक पशु चिकित्सक (जो जानवरों का इलाज करता है) के पास जाएं। चर्चा करें और पालतू जानवरों और पक्षियों के सामान्य तापमान का पता लगाएं।

3. एक पतली कागज़ की पट्टी को लोहे की छड़ के चारों ओर कसकर लपेटें। लोहे की छड़ को लगातार घुमाते हुए मोमबत्ती से कागज़ को जलाने की कोशिश करें। क्या वह जलता है? अपनी प्रेक्षण की व्याख्या करें।

4. एक कागज़ का टुकड़ा लें। उस पर चित्र 3.14 के अनुसार एक सर्पिल बनाएं। रेखा के साथ कागज़ को काट लें। कागज़ को चित्र 3.14 के अनुसार जलते हुए मोमबत्ती के ऊपर लटकाएं। देखें कि क्या होता है। कोई व्याख्या सोचें।

5. दो समान पारदर्शी कांच की बोतलें लें जिनमें चौड़े मुंह हों। एक बोतल में पोटैशियम परमैंगनेट की कुछ क्रिस्टलें डालें या कुछ बूंदें स्याही की डालें। इस बोतल को गर्म पानी से भरें। दूसरी बोतल को ठंडे पानी से भरें। ठंडे पानी वाली बोतल को कार्ड जैसे मोटे कागज़ से ढकें। एक हाथ से कार्ड को मजबूती से दबाएं और दूसरे हाथ से बोतल को पकड़ें। बोतल को उल्टा करें और गर्म पानी वाली बोतल के ऊपर रखें। दोनों बोतलों को मजबूती से पकड़ें। किसी अन्य व्यक्ति से कार्ड को खींचने के लिए कहें। देखें कि क्या होता है। समझाएं।

क्या आप जानते हैं?
सेल्सियस पैमाने की रचना एक स्वीडिश खगोलशास्त्री, एंडर्स सेल्सियस ने 1742 में की थी। विचित्र बात यह है कि उसने उबलते पानी का तापमान $0^{\circ} \mathrm{C}$ और जमते पानी का तापमान $100^{\circ} \mathrm{C}$ तय किया था। हालांकि, यह क्रम बहुत जल्द ही उलट दिया गया।