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जब हम ठोस पदार्थों का तापमान बढ़ाते हैं तो क्या होता है?
कणों की गतिज ऊर्जा घट जाएगी।
ठोस का आकार समान रहेगा।
कणों की गतिज ऊर्जा बढ़ जाएगी।
ठोस पदार्थों पर तापमान का कोई प्रभाव नहीं पड़ता।
कणों की गतिज ऊर्जा बढ़ जाएगी।
जब किसी ठोस का तापमान बढ़ाया जाता है, तो उसके घटक कणों की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है। इसके कारण कण अपनी निश्चित माध्य स्थितियों के चारों ओर अधिक तेज़ी से कंपन करने लगते हैं, जिससे तापीय प्रसार होता है और पर्याप्त गर्म करने पर अंततः अवस्था परिवर्तन (पिघलना) होता है।
जब किसी ठोस का तापमान बढ़ाया जाता है, तो उसके घटक कणों की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है। इसके कारण कण अपनी निश्चित माध्य स्थितियों के चारों ओर अधिक तेज़ी से कंपन करने लगते हैं, जिससे तापीय प्रसार होता है और पर्याप्त गर्म करने पर अंततः अवस्था परिवर्तन (पिघलना) होता है।
एक छोटे से कमरे में कसकर खड़ी लोगों की भीड़ के बारे में सोचें। जब कमरा गर्म हो जाता है और अधिक ऊर्जावान हो जाता है (तापमान बढ़ता है), तो लोग हिलना-डुलना, कूदना और एक-दूसरे को बाहर की ओर धकेलना शुरू कर देते हैं, जिससे वे अधिक स्थान घेरते हैं।
Heat का अर्थ है ऊष्मा = उच्च ऊर्जा और तापमान (HEAT)।
KE=23kBT — कणों की औसत गतिज ऊर्जा परम ताप के समानुपाती होती है
ΔL=L0αΔT — रेखीय तापीय प्रसार सूत्र
ठोस में, कण (परमाणु, आयन या अणु) आपस में मजबूती से बंधे होते हैं और मजबूत अंतर-आणविक बलों द्वारा जुड़े होते हैं, जिनमें केवल कंपनी गति होती है। जैसे-जैसे ऊष्मा दी जाती है, तापमान बढ़ता है, जो सीधे इन कणों की औसत गतिज ऊर्जा में वृद्धि में बदल जाता है (KE=23kBT)। परिणामस्वरूप, कण अधिक आयाम के साथ कंपन करते हैं, जिससे कणों के बीच की औसत दूरी बढ़ जाती है और ठोस का प्रसार होता है।
तापमान कणों की औसत गतिज ऊर्जा का माप है।
तापमान बढ़ाने से कणों के कंपन का आयाम बढ़ जाता है।
गर्म करने पर ठोस पदार्थों में तापीय प्रसार होता है।
पर्याप्त गर्म करने पर अंतर-आणविक बलों को पार किया जा सकता है जिससे पिघलना (ठोस से द्रव) होता है।
पदार्थ की अवस्थाओं और ऊष्मागतिकी को समझने में मदद करता है।
पुलों, रेलवे पटरियों और द्विधात्विक पट्टियों में तापीय प्रसार।
औद्योगिक प्रक्रियाओं में बर्फ और धातुओं का पिघलना।
विकल्प A गलत है क्योंकि तापमान के साथ गतिज ऊर्जा बढ़ती है, घटती नहीं है।
विकल्प B गलत है क्योंकि गर्म करने पर ठोस फैलते हैं (आयतन/आकार में थोड़ा परिवर्तन होता है)।
विकल्प D गलत है क्योंकि तापमान ठोस पदार्थों में तापीय विक्षोभ को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।
C सही है — कणों की गतिज ऊर्जा बढ़ जाएगी।
याद रखें कि पदार्थ की सभी अवस्थाओं (ठोस, द्रव और गैस) में तापमान सीधे गतिज ऊर्जा के समानुपाती होता है।