ठोसों तथा द्रवों का उष्मीय प्रसार (THERMAL EXPANSION OF SOLIDS AND LIQUIDS)- for Competitive Exams

1-ऊष्मा (Heat)—

यह एक प्रकार की ऊर्जा है जो पदार्थ के अणुओं की अनियमित गति के कारण होती है | इसके मात्रक जूल, कैलोरी तथा किलो-कैलोरी हैं |

                    1 कैलोरी = 4 . 2 जूल (लगभग)

2-ऊष्मीय प्रसार (Thermal Expansion)—

जब किसी ठोस को गरम् किया जाता है तो वह ऊष्मा पाकर फैलने लगता है | ठोसों का ऊष्मा पाकर फ़ैल जाना ही ऊष्मीय प्रसार कहलाता है | यह प्रसार ठोसों में सबसे कम, द्रवों में ठोसों से अधिक तथा गैसों में सबसे अधिक होता है |

3-रेखीय प्रसार (Linear Expansion)—

ताप-वृद्धि के कारण  ठोस की लम्बाई में हुई वृद्धि को ठोस का रेखीय प्रसार  अथवा दैर्ध्य प्रसार कहते हैं |

4-ठोस का क्षेत्रीय प्रसार (Superficial Expansion)—

ताप-वृद्धि के कारण ठोस के क्षेत्रफल में हुई वृद्धि को ठोस का क्षेत्रीय प्रसार कहते हैं |

5-ठोस का आयतन प्रसार (Volume Expansion)—

ताप-वृद्धि के कारण ठोस के आयतन में हुई वृद्धि को ठोस का आयतन प्रसार कहते हैं |

6-रेखीय प्रसार गुणांक (Coefficient of Linear Expansion)—

किसी पदार्थ की छड़ का ताप 1 ०C बढ़ाने पर, छड़ की लम्बाई में होने वाली वृद्धि तथा छड़ की प्रारम्भिक लम्बाई के अनुपात को उस पदार्थ का रेखीय प्रसार गुणांक कहते हैं | इसे 𝛼 से प्रदर्शित करते हैं तथा इसका मात्रक प्रति ^०C है |

7-क्षेत्रीय प्रसार गुणांक (Coefficient of Superficial Expansion)—

किसी पदार्थ के पटल का ताप 1 ^०C बढ़ाने  पर, पटल के क्षेत्रफल में होने वाली वृद्धि तथा पटल के क्षेत्रफल के अनुपात को उस पदार्थ का क्षेत्रीय प्रसार गुणांक कहते हैं | इसे β से प्रदर्शित करते हैं तथा इसका मात्रक प्रति ^०C है |

8-आयतन प्रसार गुणांक (Coefficient of Volume Expansion)—

किसी पदार्थ के एक पिण्ड का ताप 1 ^०C बढ़ाने पर, उसके आयतन में होने वाली वृद्धि तथा पिण्ड के प्रारम्भिक आयतन के अनुपात को उस पदार्थ का आयतन प्रसार गुणांक कहते हैं | इसे 𝛾 से प्रदर्शित करते हैं तथा इसका मात्रक प्रति ^०C है |

9-रेखीय प्रसार गुणांक (𝛼), क्षेत्रीय प्रसार गुणांक (β) तथा आयतन प्रसार गुणांक (𝛾) में सम्बन्ध—

                                    α : β : 𝛾 = 1 : 2 : 3

10-द्रवों का आयतन प्रसार (Volume Expansion in Liquids)—

(i)आभासी प्रसार —

यदि बर्तन के प्रसार का ध्यान न रखते हुए द्रव का प्रसार नापा जाए, तो वह प्रसार आभासी प्रसार कहलाता है |

(ii)वास्तविक प्रसार—

बर्तन के प्रसार को ध्यान में रखते हुए द्रव में जो  प्रसार होता है, वह प्रसार वास्तविक प्रसार कहलाता है |

11-द्रव के  वास्तविक प्रसार तथा आभासी प्रसार में सम्बन्ध —

द्रव का वास्तविक प्रसार = द्रव का आभासी प्रसार + बर्तन का प्रसार

12-द्रव का प्रसार गुणांक —

(i)द्रव का आभासी प्रसार गुणांक (Coefficient of Apparent Expansion)—

किसी द्रव का ताप 1 ^०C बढ़ाने पर, द्रव के आयतन में होने वाली आभासी वृद्धि तथा द्रव के प्रारम्भिक आयतन के अनुपात को उस द्रव का आभासी प्रसार गुणांक कहते हैं | इसे 𝛾_𝛼 से प्रदर्शित करते हैं |

(ii)द्रव का वास्तविक प्रसार गुणांक (Coefficient of Real Expansion in Liquids)—

किसी द्रव का ताप 1 ^०C बढ़ाने पर, द्रव के आयतन में होने वाली वास्तविक वृद्धि तथा द्रव के प्रारम्भिक आयतन के अनुपात को उस द्रव का वास्तविक प्रसार गुणांक कहते हैं | इसे 𝛾_r से प्रदर्शित करते हैं |

13-द्रव के वास्तविक प्रसार गुणांक तथा आभासी प्रसार गुणांक में सम्बन्ध (Relation between the Coefficients of Real and Apparent Expansion in Liquid)—

द्रव का वास्तविक प्रसार गुणांक = द्रव का आभासी प्रसार गुणांक

                                          + बर्तन का आयतन प्रसार गुणांक

 𝛾_r = 𝛾_α + 𝛾_g

14-ताप के साथ घनत्व का परिवर्तन (Variation of Density with Temperature)—

जब किसी वस्तु को गरम् किया जाता है तो उसके आयतन के साथ-साथ घनत्व में भी परिवर्तन होता है | आयतन के बढ़ने से घनत्व कम हो जाता है | यदि प्रारम्भिक घनत्व d₀  तथा गर्म करने पर घनत्व d_t  है तो

d_t = d₀ (1-y_r t)                 (जहाँ y_r वास्तविक प्रसार गुणांक है)

15-जल का असामान्य प्रसार (Abnormal Expansion of Water)—

प्राय: गर्म किए जाने पर द्रवों का आयतन बढ़ता है | परन्तु यदि जल को 0^० C से 4^० C के बीच गर्म किया जाता है तो उसका आयतन घटता है और उसके बाद आयतन बढ़ने लगता है | अत: 4^० C पर जल का घनत्व सबसे अधिक तथा आयतन सबसे कम होता है | जल के इसी गुण के कारण झीलों में बर्फ जमने पर भी जीव-जन्तु जैसे मछलियाँ आदि जीवित रहते हैं तथा सर्दियों में नल फट जाते है |

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