तुम्हाला माहित आहे की लोकरीचे कपडे प्राण्यांच्या तंतूंपासून बनवले जातात. तुम्हाला हे देखील माहित आहे की कापसाचे कपडे वनस्पतींच्या तंतूंपासून बनवले जातात. हिवाळ्यात जेव्हा बाहेर थंडी असते तेव्हा आपण लोकरीचे कपडे घालतो. लोकरीचे कपडे आपल्याला उबदार ठेवतात. उन्हाळ्यात जेव्हा गरम असते तेव्हा आपण हलके रंगाचे कापसाचे कपडे घालणे पसंत करतो. हे आपल्याला थंडीची भावना देतात. तुम्ही कदाचित विचार केला असेल की विशिष्ट प्रकारचे कपडे विशिष्ट ऋतूसाठी योग्य का असतात.

हिवाळ्यात तुम्हाला घरातून थंडी वाटते. जर तुम्ही बाहेर सूर्यप्रकाशात याल तर तुम्हाला उबदारपणा वाटतो. उन्हाळ्यात, तुम्हाला घरातूनसुद्धा गरमी वाटते. एखादी वस्तू गरम आहे की थंड आहे हे आपल्याला कसे कळते? एखादी वस्तू किती गरम किंवा थंड आहे हे आपल्याला कसे कळेल? या प्रकरणात आपण यापैकी काही प्रश्नांची उत्तरे शोधण्याचा प्रयत्न करू.

३.१ गरम आणि थंड

आपल्या दैनंदिन जीवनात, आपल्याला अनेक वस्तूंचा सामना होतो. त्यापैकी काही गरम

सारणी ३.१: गरम आणि थंड वस्तू

आणि त्यापैकी काही थंड असतात. चहा गरम असतो आणि बर्फ थंड असतो. तुम्ही सामान्यतः वापरत असलेल्या काही वस्तू सारणी ३.१ मध्ये सूचीबद्ध करा. या वस्तूंना गरम किंवा थंड असे चिन्हांकित करा.

खूप गरम असलेल्या वस्तूंना स्पर्श करू नका. मेणबत्तीची ज्योत किंवा स्टोव्ह हाताळताना सावधगिरी बाळगा.

आपण पाहतो की काही वस्तू थंड असतात तर काही गरम असतात. तुम्हाला हे देखील माहित आहे की काही वस्तू इतरांपेक्षा जास्त गरम असतात तर काही इतरांपेक्षा जास्त थंड असतात. कोणती वस्तू दुसऱ्यापेक्षा जास्त गरम आहे हे आपण कसे ठरवतो? आपण अनेकदा वस्तूंना स्पर्श करून हे करतो. पण आपल्या स्पर्शाची जाणीव विश्वसनीय आहे का? चला ते शोधूया.

क्रियाकलाप ३.१
तीन लहान टब/कंटेनर घ्या. त्यांना A, B आणि C असे लेबल करा. कंटेनर A मध्ये थंड पाणी आणि कंटेनर B मध्ये गरम पाणी घाला.

पाणी इतके गरम नाही याची खात्री करा की तुमचा हात जळू नये

आकृती ३.१ तीन कंटेनरमधील पाण्याची जाणीव

B. कंटेनर C मध्ये थोडे थंड आणि गरम पाणी मिसळा. आता तुमचा डावा हात कंटेनर A मध्ये आणि उजवा हात कंटेनर B मध्ये बुडवा. हात दोन कंटेनरमध्ये २-३ मिनिटे ठेवल्यानंतर, दोन्ही हात एकाच वेळी कंटेनर C मध्ये ठेवा (आकृती ३.१). दोन्ही हातांना समान जाणीव होते का?

बुझो म्हणतो, “माझा डावा हात मला सांगतो की मग C मधील पाणी गरम आहे आणि उजवा हात मला सांगतो की तेच पाणी थंड आहे. मी काय निष्कर्ष काढावा?”

बुझोची गोंधळ दर्शवितो की एखादी वस्तू गरम आहे की थंड आहे हे ठरवण्यासाठी आपण नेहमीच आपल्या स्पर्शाच्या जाणीवेवर अवलंबून राहू शकत नाही. कधीकधी ते आपल्याला फसवू शकते.
मग, एखादी वस्तू खरोखर किती गरम आहे हे आपल्याला कसे कळेल? एखाद्या वस्तूच्या गरमपणाचे विश्वसनीय माप म्हणजे तिचे तापमान. तापमान थर्मामीटर नावाच्या उपकरणाद्वारे मोजले जाते.

३.२ तापमान मोजणे

तुम्ही थर्मामीटर पाहिले आहे का? आठवा की जेव्हा तुम्हाला किंवा तुमच्या कुटुंबातील कोणाला ताप आला होता, तेव्हा तापमान थर्मामीटरने मोजले गेले होते. आपले शरीराचे तापमान मोजणार्या थर्मामीटरला क्लिनिकल थर्मामीटर म्हणतात. थर्मामीटर

आकृती ३.२ एक क्लिनिकल थर्मामीटर

तुमच्या हातात धरा आणि काळजीपूर्वक तपासा. जर तुमच्याकडे थर्मामीटर नसेल, तर मित्राला तो सामायिक करण्यास सांगा. एक क्लिनिकल थर्मामीटर आकृती ३.२ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे दिसते.

क्लिनिकल थर्मामीटरमध्ये एक लांब, अरुंद, एकसमान काचेची नळी असते. त्याच्या एका टोकाला एक बल्ब असतो. या बल्बमध्ये पारा असतो. बल्बच्या बाहेर, पार्याचा एक लहान चमकदार धागा दिसू शकतो.

जर तुम्हाला पार्याचा धागा दिसत नसेल, तर तो दिसेपर्यंत थर्मामीटर थोडा फिरवा. तुम्हाला थर्मामीटरवर एक स्केल देखील सापडेल. आपण वापरत असलेले स्केल सेल्सिअस स्केल आहे, जे ${ }^{\circ} \mathrm{C}$ द्वारे दर्शविले जाते.

बुझोने आश्चर्य व्यक्त केले की आकृती ३.२ मध्ये दाखवलेल्या दोन स्केलपैकी कोणते वाचावे. पाहेलीने त्याला सांगितले की भारताने सेल्सिअस स्केल स्वीकारले आहे आणि आपण ते स्केल वाचले पाहिजे. ९४-१०८ अंश श्रेणी असलेले दुसरे स्केल फॅरेनहाइट स्केल $\left({ }^{\circ} \mathrm{F}\right)$ आहे. ते आधी वापरात होते.

क्लिनिकल थर्मामीटर ३५°C ते ४२°C पर्यंत तापमान वाचतो.

थर्मामीटर वाचणे

चला थर्मामीटर कसे वाचायचे ते शिकूया. प्रथम, दोन मोठ्या खुणांमध्ये दर्शविलेले तापमानातील फरक लक्षात घ्या. तसेच या खुणांमधील विभागांची संख्या

क्लिनिकल थर्मामीटर वापरताना पाळावयाची काळजी

• थर्मामीटर वापरण्यापूर्वी आणि नंतर, शक्यतो एंटीसेप्टिक द्रावणाने धुवावा.
• वापरण्यापूर्वी पार्याची पातळी $35^{\circ} \mathrm{C}$ च्या खाली आहे याची खात्री करा.
• पार्याची पातळी दृष्टीच्या रेषेसह ठेवून थर्मामीटर वाचा. (आकृती ३.३ पहा).
• थर्मामीटर काळजीपूर्वक हाताळा. जर तो काही कठीण वस्तूवर आदळला तर तो तुटू शकतो.
• ते वाचताना थर्मामीटर बल्बने धरू नका.

(लहान खुणांनी दर्शविलेले) लक्षात घ्या. समजा मोठ्या खुणा एक अंश वाचतात आणि त्यांच्यामध्ये पाच विभाग आहेत. मग, एक लहान विभाग

$\frac{1}{5}=0.2^{\circ} \mathrm{C}$ वाचू शकतो.

थर्मामीटर धुवा, शक्यतो एंटीसेप्टिक द्रावणाने. तो घट्ट धरा आणि त्याला काही झटके द्या. झटक्यांमुळे पार्याची पातळी खाली येईल. ती $35^{\circ} \mathrm{C}$ च्या खाली येते याची खात्री करा. आता थर्मामीटरचा बल्ब

आकृती ३.३ क्लिनिकल थर्मामीटर वाचण्याची योग्य पद्धत

तुमच्या जिभेखाली ठेवा. एक मिनिटानंतर, थर्मामीटर बाहेर काढा आणि वाचन लक्षात घ्या. हे तुमचे शरीराचे तापमान आहे. तापमान नेहमी त्याच्या एककासह, ${ }^{\circ} \mathrm{C}$ सांगितले पाहिजे.

तुमचे शरीराचे तापमान म्हणून तुम्ही काय नोंदवले?

मानवी शरीराचे सामान्य तापमान $37^{\circ} \mathrm{C}$ आहे. लक्षात घ्या की तापमान त्याच्या एककासह सांगितले जाते.

पाहेलीने तिचे शरीराचे तापमान मोजले. तिला काळजी वाटली कारण ते नक्की $37^{\circ} \mathrm{C}$ नव्हते.

चला पाहेलीला आश्वासन देण्याचा प्रयत्न करूया की तिच्यात काहीही चूक नाही.

क्रियाकलाप ३.३
काही मित्रांचे (किमान १०) शरीराचे तापमान

सारणी ३.२: काही व्यक्तींचे शरीराचे तापमान

क्लिनिकल थर्मामीटरने मोजा. तुमची निरीक्षणे सारणी ३.२ मध्ये नोंदवा.

प्रत्येक व्यक्तीचे शरीराचे तापमान $37^{\circ} \mathrm{C}$ आहे का?

प्रत्येक व्यक्तीचे तापमान $37^{\circ} \mathrm{C}$ असू शकत नाही. ते किंचित जास्त किंवा किंचित कमी असू शकते. प्रत्यक्षात, आपण ज्याला सामान्य तापमान म्हणतो ते मोठ्या संख्येने निरोगी व्यक्तींचे सरासरी शरीर तापमान असते.

क्लिनिकल थर्मामीटर केवळ मानवी शरीराचे तापमान मोजण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. मानवी शरीराचे तापमान सामान्यतः $35^{\circ} \mathrm{C}$ च्या खाली किंवा $42^{\circ} \mathrm{C}$ च्या वर जात नाही. म्हणूनच या थर्मामीटरची श्रेणी $35^{\circ} \mathrm{C}$ ते $42^{\circ} \mathrm{C}$ आहे.

बुझोला एक धट्टाळी कल्पना आली. त्याला क्लिनिकल थर्मामीटर वापरून गरम दुधाचे तापमान मोजायचे होते. पाहेलीने त्याला तसे करण्यापासून रोखले.

सावधानता मानवी शरीराव्यतिरिक्त इतर कोणत्याही वस्तूचे तापमान मोजण्यासाठी क्लिनिकल थर्मामीटर वापरू नका. तसेच थर्मामीटर सूर्यप्रकाशात किंवा ज्योतीजवळ ठेवणे टाळा. ते तुटू शकते.

३.३ प्रयोगशाळा थर्मामीटर

इतर वस्तूंचे तापमान आपण कसे मोजतो? या हेतूसाठी, इतर थर्मामीटर आहेत. अशा एका थर्मामीटरला प्रयोगशाळा थर्मामीटर म्हणून ओळखले जाते. शिक्षक तुम्हाला दाखवतील

वेगवेगळ्या हेतूंसाठी वेगवेगळ्या प्रकारचे थर्मामीटर वापरले जातात. हवामान अहवालात नोंदवलेल्या मागील दिवसाचे कमाल आणि किमान तापमान, कमाल - किमान थर्मामीटर नावाच्या थर्मामीटरद्वारे मोजले जातात.

आकृती ३.४ एक प्रयोगशाळा थर्मामीटर

हे थर्मामीटर. ते काळजीपूर्वक पहा आणि ते मोजू शकते असे सर्वोच्च आणि सर्वात कमी तापमान लक्षात घ्या. प्रयोगशाळा थर्मामीटरची श्रेणी सामान्यतः $-10^{\circ} \mathrm{C}$ ते $110^{\circ} \mathrm{C}$ (आकृती ३.४) पर्यंत असते. तसेच, क्लिनिकल थर्मामीटरच्या बाबतीत तुम्ही केल्याप्रमाणे, या थर्मामीटरवर एक लहान विभाग किती वाचतो ते शोधा. थर्मामीटर योग्यरित्या वाचण्यासाठी तुम्हाला ही माहिती आवश्यक असेल.

चला आता हे थर्मामीटर कसे वापरले जाते ते शिकूया.

क्रियाकलाप ३.४

बीकर किंवा मगमध्ये काही नळाचे पाणी घ्या. थर्मामीटर पाण्यात बुडवा जेणेकरून बल्ब पाण्यात बुडेल परंतु कंटेनरच्या तळाशी किंवा बाजूंना स्पर्श करू नये. थर्मामीटर उभे धरा (आकृती ३.५). थर्मामीटरमधील पार्याची हालचाल पहा. पार्याचा धागा स्थिर होईपर्यंत प्रतीक्षा करा.

क्लिनिकल थर्मामीटर वाचताना पाळावयाच्या काळजी व्यतिरिक्त, प्रयोगशाळा थर्मामीटर

• उभे ठेवले पाहिजे, टेकलेले नाही. (आकृती ३.५)
• ज्या पदार्थाचे तापमान मोजायचे आहे त्याने बल्ब सर्व बाजूंनी वेढलेले असावे. बल्बने कंटेनरच्या पृष्ठभागाला स्पर्श करू नये.

आकृती ३.५ प्रयोगशाळा थर्मामीटरसह पाण्याचे तापमान मोजणे

वाचन लक्षात घ्या. त्या वेळी पाण्याचे तापमान हे आहे.

वर्गातील प्रत्येक विद्यार्थ्याने नोंदवलेले पाण्याचे तापमान तुलना करा. वाचनांमध्ये काही फरक आहेत का? संभाव्य कारणांची चर्चा करा.

चला हा प्रश्न उत्तर देण्याचा प्रयत्न करूया.

क्रियाकलाप ३.५

बीकर किंवा मगमध्ये काही गरम पाणी घ्या. थर्मामीटर पाण्यात बुडवा. पार्याचा धागा स्थिर होईपर्यंत प्रतीक्षा करा आणि तापमान लक्षात घ्या. आता पाण्यातून थर्मामीटर बाहेर काढा. आता काय होते ते काळजीपूर्वक पहा. तुम्ही लक्षात घेतात की तुम्ही थर्मामीटर पाण्यातून बाहेर काढताच, पार्याची पातळी खाली येऊ लागते. याचा अर्थ असा की थर्मामीटर पाण्यात असताना तापमान वाचले पाहिजे.

तुम्हाला आठवते की तुमचे स्वतःचे तापमान घेताना, वाचन लक्षात घेण्यासाठी तुम्हाला तोंडातून थर्मामीटर बाहेर काढावा लागतो. मग तुम्ही तुमचे शरीराचे तापमान मोजण्यासाठी प्रयोगशाळा थर्मामीटर वापरू शकता का? स्पष्टपणे, या हेतूसाठी प्रयोगशाळा थर्मामीटर वापरणे सोयीचे नाही.

तोंडातून बाहेर काढल्यावर क्लिनिकल थर्मामीटरमध्ये पारा का खाली पडत नाही किंवा वाढत नाही?

पुन्हा एकदा क्लिनिकल थर्मामीटर पहा. तुम्हाला बल्बजवळ एक वाकणे दिसते का (आकृती ३.६).

वाकण्याचा उपयोग काय आहे? ते पार्याची पातळी स्वतःहून खाली पडण्यापासून रोखते.

आकृती ३.६ क्लिनिकल थर्मामीटरमध्ये एक वाकणे असते

थर्मामीटरमध्ये पारा वापरण्याबद्दल खूप चिंता आहे. पारा एक विषारी पदार्थ आहे आणि थर्मामीटर तुटल्यास त्याची विल्हेवाट लावणे खूप कठीण आहे. या दिवसांत, डिजिटल थर्मामीटर उपलब्ध आहेत जे पारा वापरत नाहीत.

३.४ उष्णतेचे स्थानांतरण

तुम्ही पाहिले असेल की तळण्याचे पॅन ज्योतीवर ठेवल्यावर गरम होते. कारण उष्णता ज्योतीपासून भांड्याकडे जाते. जेव्हा पॅन आगीपासून काढले जाते, तेव्हा ते हळूहळू थंड होते. ते थंड का होते? उष्णता पॅनमधून सभोवतालच्या परिसरात स्थानांतरित होते. म्हणून तुम्ही समजू शकता की दोन्ही प्रकरणांमध्ये, उष्णता गरम वस्तूपासून थंड वस्तूकडे वाहते. खरेतर,

पाहेली विचारते: “याचा अर्थ असा की जर दोन वस्तूंचे तापमान सारखे असेल तर उष्णता स्थानांतरित होणार नाही?”

सर्व प्रकरणांमध्ये उष्णता गरम वस्तूपासून थंड वस्तूकडे वाहते.

उष्णता कशी वाहते? चला तपास करूया.

क्रियाकलाप ३.६

धातूची, म्हणा अॅल्युमिनियम किंवा लोखंडाची, एक रॉड किंवा सपाट पट्टी घ्या. रॉडवर काही लहान मेणाचे तुकडे बसवा. हे तुकडे जवळजवळ समान अंतरावर असावेत (आकृती ३.७). रॉड स्टँडवर क्लॅम्प करा. जर तुम्हाला स्टँड सापडत नसेल, तर तुम्ही रॉडचे एक टोक विटांमध्ये ठेवू शकता. आता, रॉडचे दुसरे टोक गरम करा आणि निरीक्षण करा.

मेणाच्या तुकड्यांना काय होते? हे तुकडे पडू लागतात का? कोणता तुकडा प्रथम पडतो? तुम्हाला असे वाटते का की उष्णता ज्योतीच्या जवळच्या टोकापासून दुसऱ्या टोकापर्यंत स्थानांतरित होते?

आकृती ३.७ धातूच्या पट्टीद्वारे उष्णतेचा प्रवाह

एखाद्या वस्तूच्या गरम टोकापासून थंड टोकापर्यंत उष्णता स्थानांतरित होण्याच्या प्रक्रियेस वहन म्हणतात. घन पदार्थांमध्ये, सामान्यतः, उष्णता वहन प्रक्रियेद्वारे स्थानांतरित होते.

आकृती ३.८ वेगवेगळ्या सामग्रीद्वारे उष्णतेचे वहन

सर्व पदार्थ उष्णता सहजतेने वाहून नेतात का? तुम्ही पाहिले असेल की स्वयंपाकासाठीच्या धातूच्या पॅनला प्लास्टिक किंवा लाकडी हाताळणारा भाग असतो. तुम्ही दुखापत न होता हाताळणारा भाग धरून गरम पॅन उचलू शकता का?

क्रियाकलाप ३.७

लहान पॅन किंवा बीकरमध्ये पाणी गरम करा. स्टीलचा चमचा, प्लास्टिक स्केल, पेन्सिल आणि डिव्हायडर अशा काही वस्तू गोळा करा. या प्रत्येक वस्तूचे एक टोक गरम पाण्यात बुडवा (आकृती ३.८). काही मिनिटे प्रतीक्षा करा. दुसरे टोक स्पर्श करा. तुमचे निरीक्षण सारणी ३.३ मध्ये नोंदवा.

सारणी ३.३

ज्या सामग्रीमधून उष्णता सहजतेने जाते त्या उष्णतेचे वाहक आहेत. उदाहरणार्थ, अॅल्युमिनियम, लोखंड आणि तांबे. ज्या सामग्रीमधून उष्णता सहजतेने जात नाही त्या उष्णतेचे कुवाहक आहेत जसे की प्लास्टिक आणि लाकूड. कुवाहकांना विसंवाहक म्हणतात.

पाणी आणि हवा उष्णतेचे कुवाहक आहेत. मग, या पदार्थांमध्ये उष्णतेचे स्थानांतरण कसे होते? चला ते शोधूया.

क्रियाकलाप ३.८

एक गोल तळाचा फ्लास्क घ्या (जर फ्लास्क उपलब्ध नसेल तर बीकर वापरता येईल). तो दोन तृतीयांश पाण्याने भरा. ते त्रिपायावर ठेवा, किंवा फ्लास्क अशा प्रकारे ठेवण्याची काही व्यवस्था करा की तुम्ही त्याखाली मेणबत्ती ठेवून ते गरम करू शकाल. फ्लास्कमधील पाणी स्थिर होईपर्यंत प्रतीक्षा करा. स्ट्रॉ वापरून हळूवारपणे फ्लास्कच्या तळाशी पोटॅशियम परमॅंगनेटचा एक स्फटिक ठेवा. आता, मेणबत्ती फक्त खाली ठेवून पाणी गरम करा

तुमचे निरीक्षण तुमच्या नोटबुकमध्ये लिहा आणि तुम्ही काय पाहिले त्याचे चित्र देखील काढा (आकृती ३.९).

जेव्हा पाणी गरम केले जाते, तेव्हा ज्योतीजवळचे पाणी गरम होते. गरम पाणी वर येते. बाजूंचे थंड पाणी उष्णतेच्या स्रोताकडे खाली सरकते. हे पाणी देखील गरम होते आणि वर येते

आकृती ३.९ पाण्यात उष्णतेचे संवहन

आणि बाजूंचे पाणी खाली सरकते. संपूर्ण पाणी गरम होईपर्यंत ही प्रक्रिया चालू राहते. उष्णता स्थानांतरणाच्या या पद्धतीला संवहन म्हणतात.

हवेमध्ये उष्णता कशी प्रवास करते? धूर कोणत्या दिशेने जातो?

उष्णतेच्या स्रोताजवळची हवा गरम होते आणि वर येते. बाजूंची हवा त्याची जागा घेण्यासाठी येते. अशा प्रकारे हवा गरम होते. खालील क्रियाकलाप ही कल्पना पुष्टी करतो.

क्रियाकलाप ३.९

एक मेणबत्ती पेटवा. एक हात ज्योतीच्या वर आणि एक हात ज्योतीच्या बाजूला ठेवा (आकृती ३.१०). तुमच्या दोन्ही हातांना समान गरमी वाटते का? नसल्यास कोणता हात जास्त गरम वाटतो? आणि का?

सावध रहा. तुमचे हात ज्योतीपासून सुरक्षित अंतरावर ठेवा जेणेकरून ते जळू नयेत.

आकृती ३.१० हवेमध्ये संवहनाद्वारे उष्णतेचे स्थानांतरण

लक्षात घ्या की वरच्या दिशेने, हवा संवहनाद्वारे गरम होते. म्हणून, ज्योतीच्या वरचा हात गरम वाटतो. तथापि, बाजूंना, संवहन नसते आणि हवा वरच्या भागाप्रमाणे गरम वाटत नाही.

किनारपट्टीच्या भागात राहणाऱ्या लोकांना एक मनोरंजक घटना अनुभवायला मिळते. दिवसभरात, जमीन पाण्यापेक्षा वेगाने गरम होते. जमिनीवरील हवा गरम होते आणि वर येते. समुद्रातील थंड हवा जागा घेण्यासाठी जमिनीकडे वेगान