उष्णता मापन

सारख्या वजनाचे व तपमानाचे निरनिराळ्या धातूंचे गोलक एका मेणाच्या ठोकळ्यावर ठेवल्यास प्रत्येक गोलक निरनिराळ्या वजनाचे मेण वितळवितो व त्यामुळे निरनिराळ्या प्रमाणात मेणात बुडतो. यावरून असे दिसून येती की, पदार्थाने धारण केलेली उष्णता किंवा उष्णता संचय केवळ त्याच्या भारावर किंवा तपमानावर अवलंबून नसतो, तर तो पदार्थाच्या विशिष्ट गुणधर्मावर अवलंबून असतो. या गुणधर्माला विशिष्ट उष्णता म्हणतात. विशिष्ट उष्णतेची व्याख्या पुढीलप्रमाणे आहे : एक ग्रॅम पदार्थाचे तपमान १० से. ने वाढविण्याकरिता लागणार्‍या (किंवा तपमान १० से. ने कमी होताना बाहेर पडणार्‍या) उष्णतेस पदार्थाची विशिष्ट उष्णता व म्हणतात.

उष्णतामापनाच्या एककाला कॅलरी म्हणतात. याकरिता पाणी प्रमाणभूत धरले आहे. एक ग्रॅम पाण्याचे तपमान १० से. ने वाढविण्याकरिता लागणार्‍या उष्णतेला कॅलरी म्हणतात. या व्याख्येप्रमाणे, म ग्रॅम पदार्थाचे तपमान त० से. ने वाढविण्यासाठी (म × व × त) उष्णता लागेल. यावरून, पाण्याची विशिष्ट उष्णता १ (कॅ.)/(ग्रॅ.) (०से.) येते. एक पौंड पाण्याचे तपमान १० फॅ. ने वाढविण्याकरिता लागणार्‍या उष्णतेस ब्रिटिश उष्णिता एकक म्हणतात. आंतरराष्ट्रीय मान्यता पावलेली कॅलरी म्हणजे १ ग्रॅम पाण्याचे तपमान १४·५० से. पासून १५·५० से. पर्यंत वाढविण्यासाठी लागणारी उष्णता होय.

पदार्थाचा भार व त्याची विशिष्ट उष्णता यांच्या गुणाकारास पदार्थाची औष्णिक धारणा किंवा त्याचे जल सममूल्य ज म्हणतात.

विशिष्ट उष्णता काढण्याच्या पद्धती : विशिष्ट उष्णता काढण्याच्या अनेक पद्धती आहेत. यांपैकी काही पद्धती पुढे दिल्या आहेत :

(१) रेनॉल्ट यांची मिश्रण पद्धती : (अ) घन पदार्थाची विशिष्ट उष्णता : एका उष्णतामापकाचे (उष्णतामापक पात्राचे) वजन करून त्यामध्ये काही पाणी घालून पुन्हा वजन करावे. यावरून पाण्याचा भार म१ मिळतो. एका तपमापकाने पाण्याचे तपमान त१ पहावे. ज्या पदार्थाची विशिष्ट उष्णता काढावयाची तो रेनॉल्ट उपकरणात तापवावा व तपमान त२ पहावे. नंतर तो उष्णतामापकात त्वरित सोडावा व मिश्रण ढवळून त्याचे तपमान त३ पहावे. जर पदार्थाची विशिष्ट उष्णता व असेल, त्याचा भार म२ असेल आणि उष्णतामापकाचे जल सममूल्य जर ज असेल तर व चे मूल्य पुढीलप्रमाणे काढता येते : उष्णतेचा र्‍हास कोणत्याही मार्गाने होत नाही, असे समजल्यास

पदार्थाने टाकलेली उष्णता = पाण्याने मिळवलेली उष्णता + उष्णता मापकाने मिळवलेली उष्णता. म्हणून म२ × व × (त२-त३) = (म१ + ज) (त३ - त१) यावरून व मिळते.

(आ) द्रवाची विशिष्ट उष्णता : या पद्धतीत, उष्णतामापकामध्ये पाण्याऐवजी म१ भाराचा द्रव घ्यावा आणि ज्याची विशिष्ट उष्णता व१ माहीत आहे असा म२ भाराचा घन पदार्थ घ्यावा. मग वरीलप्रमाणेच प्रयोग करावा. यावरून द्रवाची विशिष्ट उष्णता व पुढीलप्रमाणे मिळते :

घन पदार्थाने टाकलेली उष्णता = द्रव पदार्थाने मिळवलेली उष्णता + उष्णतामापकाने मिळवलेली उष्णता. म२ × व१ × (त२-त३) = (म१ × व + ज) (त३-त१) यावरून द्रवाची विशिष्ट उष्णता व काढता येते. वरील दोन्ही पद्धतींत प्रारणामुळे (तरंगरूपी ऊर्जेच्या उत्सर्जनामुळे) वाया जाणार्‍या उष्णतेबद्दल दुरुस्ती करणे जरूर आहे.

(२) शीतलीकरणाची पद्धती : डुलाँग व पेटिट ही पद्धती सुचवली आहे. बंदिस्त जागेत तापलेला पदार्थ प्रारणामुळेच थंड होतो, या तत्त्वावर ही पद्धती आधारित आहे. ही पद्धती द्रव पदार्थाची विशिष्ट उष्णता काढण्यासाठी वापरता येते.

प्रथम एका द्रवाचे तपमान काही ठराविक अंशांनी उतरविण्यासाठी किती वेळ लागतो ते पहावे व मग त्याच अटीखाली दुसर्‍या द्रवाचेही तपमान तितक्याच अंशांनी कमी करण्याकरिता लागणारा वेळ पहावा. समजा, या द्रवांचे भार अनुक्रमे म१ व म२ आहेत व त्यांच्या विशिष्ट उष्णता व१ आणि व२ आहेत; त्यांचे तपमान त० से. ने उतरवलेले आहे आणि त्याकरिता अनुक्रमे ट१ आणि ट२ इतका वेळ लागला आहे.

उष्णता फक्त प्रारणानेच जात असल्याने दोन्ही द्रवांची उष्णता प्रारणाची त्वरा सारखीच असली पाहिजे. म्हणून म१ × व१ × त / ट१ = म2 × व२ × त /ट२ म१ × व१ / ट१ = म२ × व२ / ट२ यावरून एका द्रवाची विशिष्ट उष्णता जर माहीत असेल, तर दुसर्‍याची काढता येते.

(3) विद्युत्‌ पद्धती : विद्युत् पद्धतीचा अवलंब प्रथम जूल यांनी  उष्णतेचा यांत्रिक तुल्यांक  काढण्यासाठी केला. सध्या दोन विद्युत् पद्धती प्रचलित आहेत.

(अ) या पद्धतीत, नळकांड्याच्या आकाराचा उष्णतामापक वापरतात. त्याच्या भोवतीचे तपमान कायम ठेवलेले असते. ज्या द्रवाची विशिष्ट उष्णता काढावयाची असेल, तो द्रव नळकांड्यात भरून त्यातून कॉन्स्टंटन मिश्रधातूची सु. ८ ओहम रोधाची तार नेलेली असते. तारेतून सु. १० अँपि. विद्युत् प्रवाह सोडून द्रवाच्या तपमानातील वाढ व त्याकरिता लागणारा वेळ पहातात. समजा, द्रवाचा भार म आहे; उष्णतामापकाचे जल सममूल्य ज आहे; तपमानातील वाढ त आहे; विद्युत्‌ दाब ई व्होल्ट आहे; विद्युत्‌ प्रवाह प्र अँपि. आहे आणि द्रवाची विशिष्ट उष्णता व आहे. मग विद्युत्‌ ऊर्जेमुळे तपमान वाढलेले असल्यामुळे, जूल यांच्या नियमाप्रमाणे

विद्युत् ऊर्जा = जे × निर्माण झालेली उष्णता

= जे X [ (म × व + ज) त]

येथे जे म्हणजे उष्णतेचा यांत्रिक तुल्यांक आहे. या समीकरणाने जे चे मूल्य काढता येते किंवा जर जे चे मूल्य माहीत असेल, तर व चे मूल्य मिळते. शूस्टर व गॅनन यांनी याच पद्धतीचा अवलंब केला.

(आ) स्थिर प्रवाह विद्युत्‌ उष्णतामापक पद्धती : वरील पद्धतीच्या मानाने ही पद्धत बरीच अचूक असून तिचा अवलंब प्रथम कॅलेंडर व बार्न्झ यांनी केला. या पद्धतीत एका काचेच्या २ मिमी. व्यासाच्या नलिकेतून द्रवाचा स्थिर प्रवाह सोडलेला असतो. त्याच नळीतून बारीक तारेचे एक वेटोळेही नेलेले असते व त्यातून विद्युत् प्रवाह प्र सोडलेला असतो. द्रव नलिकेत जात असताना व नलिकेतून बाहेर पडत असताना त्याचे तपमान मोजण्यासाठी दोन तपमापके वापरलेली असतात. त्यांच्या फुग्यांभोवती तांब्याचे जाड आवरण असते. नलिकेतून बाहेर पडणारा, द्रव एका भांड्यात काही वेळ ट गोळा करून त्याचा भार म काढतात. जर तपमापके त१ आणि त२ अशी तपमाने दाखवत असतील आणि द्रवाची विशिष्ट उष्णता जर व असेल, तर पुढील समीकरण मिळते :

ई × प्र × ट = जे × म × व (त२ - त१) + जे × ह × ट

येथे ई हा विद्युत् दाब आहे व ह ही प्रारणाने दर सेकंदाला वाया जाणारी उष्णता आहे. हाच प्रयोग विद्युत् प्रवाहात व द्रव प्रवाहात योग्य फरक करून दोन वेळेला केला असता पुढीलप्रमाणे समीकरणे मिळू शकतात :

ई१ × प्र१ × ट = जे × म१ × व (त२ - त१) + जे × ह × ट

ई२ × प्र२ × ट = जे × म२ × व (त२ - त१) + जे × ह × ट

{ (इ२ × प्र२) - (ई१ × प्र१) } × ट = जे × व × (त२ - त१)(म२ - म१).

दोन्ही वेळा तपमानातील फरक (त२ - त१) इतकाच असल्यास ह चे मूल्य तेच राहते. यावरून व काढता येते.

वरील पद्धतीचा प्रमुख फायदा म्हणजे उपकरणातील कोणत्याही भागाचे तपमान बदलत नसल्याने उष्णतामापकाच्या औष्णिक धारणे संबंधीच्या दुरुस्तीची जरूरी रहात नाही.

नीच तपमान उष्णतामापन : नेर्न्स्ट व लिंडेमन यांनी पदार्थाचे तपमान अतिशय कमी असताना त्याची विशिष्ट उष्णता काढण्यासाठी निर्वात उष्णतामापक तयार केला. यापासून मिळालेली माहिती सैद्धांतिक दृष्ट्या अतिशय महत्त्वाची आहे. याची थोडक्यात रूपरेखा पुढे दिली आहे :

ज्या पदार्थाची विशिष्ट उष्णता काढावयाची असेल तो जर सुसंवाहक असेल, तर तोच उष्णतामापक म्हणून वापरतात. त्याच्या मधोमध भोक पाडून त्याच पदार्थाचा जवळजवळ घट्ट बसणारा एक दट्ट्या त्यात बसवलेला असतो. दट्ट्याभोवती पॅराफीन कागद गुंडाळून वर शुद्ध प्लॅटिनमाची तार गुंडाळलेली असते. असा हा उष्णतामापक लंबगोल आकाराच्या एका काचेच्या गोलकात टांगतात. गोलकात कोणताही वायू भरता येतो किंवा तो निर्वात करता येतो. त्याच्या भोवतीचे तपमान द्रवरूप हवा किंवा द्रवरूप हायड्रोजन वापरून अतिशीत केलेले असते. प्लॅटिनमाची तार विद्युत् तापक व रोध तपमापक या दोन्ही दृष्टींनी उपयोगी पडते. ही तार, एक विद्युत् घट, एक रोध व एक अँपिअरमापक एकसरीत (एका पुढे एक) जोडलेले असतात. एक विद्युत् दाबमापकही अनेकसरीप्रमाणे जोडलेला (म्हणजे दाबमापकाच्या तारांची टोके एकसरीत जोडलेल्या घटकांच्या मोकळ्या टोकांना जोडलेली) असतो.

प्रथम गोलकामध्ये सुसंवाहक असा हायड्रोजन वायू सोडावा म्हणजे बाहेर अतिशीत परिस्थिती असल्याने उष्णतामापकाचे तपमान अतिनीच होईल. नंतर सर्व वायू काढून घेऊन गोलक निर्वात करावा म्हणजे संवहनाने (माध्यमातील अणुरेणूंची हालचाल न होता एका अणू वा रेणूकडून दुसऱ्या अणू वा रेणूकडे उष्णता वाहण्याने) किंवा संनयननाने (माध्यमातील उष्ण अणुरेणूंचा प्रवाह थंड अणुरेणूंकडे वाहण्याने) उष्णता बाहेर जाणार नाही. नंतर विद्युत् प्रवाह चालू करावा. रोध अशा तर्‍हेने बदलावा की, विद्युत् दाब कायम राहील. रोधातील या बदलावरून तपमानातील फरक काढता येतो. यावरून विद्युत् ऊर्जा = जे × निर्माण झालेली उष्णता ऊर्जा. या जलसमीकरणाने पदार्थाची विशिष्ट उष्णता मिळते. पदार्थ जर कुसंवाहक असेल, तर एका चांदीच्या नळकांड्यात तो ठेवतात व नळकांडे बंद करतात.

वायूंची विशिष्ट उष्णता : ही दोन प्रकारची असते. घनफळ कायम ठेवून एक ग्रॅम वायूचे तपमान १० से. ने वाढविण्याकरिता लागणार्‍या उष्णतेस स्थिर आयतन (घनफळ) असतानाची विशिष्ट उष्णता वघ (Cv) असे म्हणतात. तसेच दाब कायम ठेवून एक ग्रॅम वायूचे तपमान १० से. ने वाढविण्याकरिता लागणार्‍या उष्णतेस स्थिर दाब असतानाची विशिष्ट उष्णता व (Cp) असे म्हणतात. वद ही वघ पेक्षा जास्त असते. दोन्हीतील फरक R या वायु-स्थिरांकाइतका असतो. [उष्णता].

जॉली यांचा भेददर्शी वाफेचा उष्णतामापक : यामध्ये एका तराजूपासून दोन सारख्या मापाचे व वजनाचे पोकळ गोल एका वाफेच्या पेटीमध्ये लोंबकळत सोडलेले असातात. एका गोलामध्ये ज्या वायूची विशिष्ट उष्णता काढावयाची असते तो वायू भरलेला असतो. गोलांचे तपमान वाढत जाऊन शेवटी ते वाफेच्या तपमानाइतकेच होते. काही वाफेचे द्रवीभवन होऊन त्यापासून बाहेर पडणार्‍या सुप्त उष्णतेमुळे हे साध्य होते. वाफ एका बाजूने पेटीमध्ये शिरून दुसर्‍या बाजूने बाहेर पडत असल्याने पेटीचे तपमान कायम राहते. द्रवीभवनाने निर्माण झालेले पाणी दोन्ही गोलांवर साचते. वायू असलेल्या गोलाचे तपमान आतील वायूसह वाढावयाचे असल्याने त्याला जास्त उष्णता लागते व म्हणून त्याच्यावर जास्त पाणी साचते. समजा, या जास्त पाण्याचा भार म१आहे. वायूचा भार म आहे व गोलांचे तपमान त१ पासून त२ इतके वाढले आहे आणि वाफेची सुप्त उष्णता ल आहे. तर वायूची स्थिर घनफळ विशिष्ट उष्णता पुढील समीकरणाने मिळते.

म × वघ × (त१-त२) = व१ × ल

पीअर यांची बाँब स्फोट पद्धती : पीअर यांनी वायूंची विशिष्ट उष्णता वघ काढण्यासाठी बाँब स्फोटाची पद्धती अवलंबिली. या पद्धतीने वायूचे तपमान अतिशय उच्च असताना (३,०००० से. पर्यंत ) त्याची विशिष्ट उष्णता काढता येते. पीअर यांची बाँब स्फोट पद्धती ब - पोलादी बाँब, अ - नलिका, क - नाजूक पोलादी पडदा, आ - सपाट आरसा, कि - किरण, फ - छायाचित्रण पट्टी, प - जलपेटी.पीअर यांची बाँब स्फोट पद्धती ब - पोलादी बाँब, अ - नलिका, क - नाजूक पोलादी पडदा, आ - सपाट आरसा, कि - किरण, फ - छायाचित्रण पट्टी, प - जलपेटी.यामध्ये ब हा (पहा : आकृती) एक पोलादाचा बाँब असून त्याच्या एका बाजूला एक नलिका अ असते. नलिकेतून कोणत्याही दाबाचा कोणताही वायू बाँब मध्ये भरता येतो. किंवा बाहेर काढून टाकता येतो. बाँबच्या दुसर्‍या बाजूस एक नाजूक पोलादी पडदा क असतो व पुढे सपाट आरसा अ जोडलेला असतो. आरश्यावर सोडलेले समांतर किरण कि परावर्तित होऊन एका छायाचित्रण पट्टीवर क पडतात व प्रतिमा उमटवतात. ही पट्टी एका दंडगोलाभोवती गुंडाळली जात असते. बाँब एका जलपेटीत प ठेवलेला असतो. ज्या वायूची विशिष्ट उष्णता काढावयाची तो वायू व एखादे स्फोटक वायूचे मिश्रण भरून व विजेच्या ठिणग्या पाडून स्फोट करावा. याकरिता विद्युत् वाहक तारेचे एक टोक बाँबच्या आत व दुसरे बाँबला जोडलेले असते. होणार्‍या विक्रियेत आतील वायू सामील होता कामा नये. तो निष्क्रीय असला पाहिजे. स्फोटामुळे आतील वायूचे तपमान वाढते व दाबही वाढतो. यामुळे पोलादी पडदा व आरसा हलतात आणि परावर्तित किरण विचलीत होतात. त्यांच्या विचलनावरून दाब व दाबावरून तपमान काढता येते. स्फोटात भाग घेणार्‍या वायूंचा भार व त्यांची विशिष्ट उष्णता जर माहीत असेल, तर स्फोटात भाग न घेणार्‍या वायूची विशिष्ट उष्णता काढता येते. संक्रमित होणारी (उपकरणातून बाहेर जाणारी) उष्णता, अपुरे ज्वलन या सर्वांबद्दल योग्य ती दुरूस्ती समीकरणात केली पाहिजे. या पद्धतीने फक्त सरासरी विशिष्ट उष्णताच मिळते. वायूचे आयतन कायम राहत असल्याने (बाँबच्या घनफळाइतके) या विशिष्ट उष्णतेस स्थिर आयतन विशिष्ट उष्णता वघ असे म्हणतात.

रेनॉल्ट यांची स्थिर दाब विशिष्ट उष्णता वद काढण्याची पद्धती : या पद्धतीमध्ये वायू एका टाकीमध्ये भरलेला असून टाकी एका स्थिर तपमान असलेल्या जलपेटीत ठेवलेली असते. टाकीला एक दाबमापक यंत्र जोडलेले असते व या यंत्रावर दाब कायम राखण्याकरिता एक झडप असते. टाकीतील वायू एका लांब वलयाकार नलिकेतून एका शीतकात नेऊन तेथून बाहेर सोडण्याची व्यवस्था असते. वलयाकार नलिका एका तेल भरलेल्या पेटीतून नेलेली असते व शीतक एका उष्णतामापकामध्ये ठेवलेला असतो. तेल तापविल्यामुळे नलिकेतून वाहताना वायू तापतो. त्याचे तपमान तेलाच्या तपमानाइतके त१ होते. उष्णतामापकातील शीतकात ज्यावेळी वायू जातो त्यावेळी वायूपासून शीतकाला उष्णता मिळून शेवटी दोहोंचेही तपमान सारखे त२ होते. ही तपमाने मोजण्यासाठी तेलाच्या पेटीत व उष्णतामापकात तपमापके बसवलेली असतात. उष्णतामापकाचे आरंभीचे तपमान त हेही मोजलेले असते.

जर वायूचा भार म असेल उष्णतामापकातील पाण्याचा भार म१ असेल व मापकाचे जल सममूल्य ज असेल तर व पुढील समीकरणाने मिळते.

म × वद(त१ - त + त२/2) = (म१ + ज) (त२ - त).

उच्च तपमान असताना वद काढण्याची पद्धती : वायूचे तपमान उच्च असताना त्याची वद काढण्यासाठी हॉलबोर्न व हेनिंग यांनी रेनॉल्ट यांच्या वरील पद्धतीचाच, काही सुधारणा करून अवलंब केला. त्यांनी आपल्या पद्धतीत तेलाच्या पेटीऐवजी एक विजेची भट्टी वापरली व वक्रनलिका या भट्टीमधून नेली. त्यामुळे वायूचे तपमान पुष्कळच अधिक झाले. या अति-उच्च तपमानाच्या मापनासाठी पार्‍याचे तपमापक उपयोगी पडत नसल्याने त्याकरिता तपयुग्म (दोन निरनिराळ्या धातूंच्या तारांचे सांधे भिन्न तपमानात ठेवून विद्युत्‌-दाब निर्माण करण्याचे साधन) वापरले. या पद्धतीचा उपयोग बाष्पांची विशिष्ट उष्णता काढण्यासाठीही होतो. वायूंची विशिष्ट उष्णता तपमानाबरोबर वाढते असे दिसून आले.

उष्णतामापक बाँब : कोळसा, पेट्रोल वगैरे ज्वलनक्षम इंधन पदार्थाचे उष्णतामूल्य (कॅलरी मूल्य) काढण्यासाठी या बाँबचा उपयोग होतो. ठराविक भाराच्या या पदार्थाचे ज्वलन करून व त्यापासून निर्माण होणारी उष्णता मोजून त्यांचे उष्णतामूल्य काढता येते.

उष्णतामूल्य कॅलरी/ग्रॅम किंवा ब्रिटिश थर्मल यूनिट (बी.टीएच.यू.)/पौंड या एककात मोजतात [ इंधन] .

हा बाँब एका जाड पोलादी नळकांड्याचा केलेला असतो. ज्या पदार्थाचे उष्णतामूल्य काढावयाचे असते तो पदार्थ (इंधन) बाँब मध्ये एका प्लॅटिनमाच्या बशीत ठेवतात. नंतर प्लॅटिनमाच्या तारांमधून ठिणग्या पाडून इंधन पेटवतात. इंधन जर घन असेल (उदा., कोळसा) तर त्याची पूड करून व छोट्या विटा बनवून त्या वापरतात. इंधन जर पेट्रोलप्रमाणे द्रव असेल, तर ते सेल्युलोजामध्ये भिजवून वापरतात. स्फोटानंतर बाँबची आतील बाजू गंजू नये म्हणून त्या बाजूला सोन्याचा मुलामा दिलेला असतो. ज्वलन नीट व संपूर्ण व्हावे म्हणून बाँबमध्ये दाबाखाली ऑक्सिजन भरलेला असतो. स्फोटानंतर निर्माण होणारे वायू बाहेर पडावेत म्हणून एक झडपही असते. हा बाँब एका उष्णतामापकामध्ये ठेवलेला असतो व हे सर्व उपकरण एका स्थिर तपमान जलपेटीत ठेवलेले असते. ऑक्सिजनाचा दाब वातावरणाच्या दाबाच्या २० ते २५ पट असल्याने ज्वलन त्वरित होण्यास मदत होतेच, पण ज्वलनानंतर निर्माण झालेले वायू झपडेमधून बाहेर फेकण्याकरिताही मदत होते.

उष्णतामापकाच्या तपमानातील वाढीवरून इंधनाचे उष्णतामूल्य काढता येते. या पद्धतीने कोळसा व पेट्रोल यांचे उष्णतामूल्य (१ ग्रॅमचे) अनुक्रमे ८·८ व ११·३ किकॅ. असल्याचे दिसून आले.

सुप्त उष्णता : उष्णतेमुळे एखाद्या पदार्थाचे घनातून द्रवामध्ये किंवा द्रवातून वाफेमध्ये अवस्थांतर होत असताना त्याचे तापमान व दाब वाढत नाही, कारण मिळालेली सर्व उष्णता अवस्थांतर करण्याच्या कामीच खर्च होते. म्हणून अशा उष्णतेस सुप्त उष्णता ल म्हणतात. एक ग्रॅम घनाचे द्रवामध्ये स्थिर दाब व तापमानात घनाच्या वितळबिंदूवर किंवा एक ग्रॅम द्रवाचे त्याच्या उकळबिंदूवर वाफेमध्ये अवस्थांतर करण्यासाठी लागणार्‍या सुप्त उष्णतेस अनुक्रमे द्रवीभवनाची व बाष्पीभवनाची सुप्त उष्णता म्हणतात.

कापरासारख्या काही पदार्थांचे उष्णतेमुळे द्रवीकरण न होता एकदम वाफेमध्येच रूपांतर होते. या प्रकाराला संप्लवन म्हणतात.

बर्फाची व बाष्पाची सुप्त उष्णता काढण्यासाठी रेनॉल्ट यांची मिश्रण पद्धती उपयोगी पडते. याकरिता उष्णतामापकाचे तपमान पाहून त्यातील पाण्यामध्ये बर्फाचा तुकडा टाकून तो वितळल्यावर पुन्हा तपमान पहावे मग

बर्फ वितळण्यासाठी लागणारी सुप्त उष्णता + बर्फापासून निर्माण झालेल्या पाण्याला मिळालेली उष्णता = उष्णतामापक व त्यातील पाणी यांनी दिलेली उष्णता या समीकरणाने सुप्त उष्णता काढता येते.

वाफेची सुप्त उष्णता काढण्यासाठी एका भांड्यात वाफ तयार करून ती उष्णतामापकात सोडतात. येथे उष्णतामापक व त्यातील पाणी यांनी उष्णता मिळते व वाफेचे पाण्यात रूपांतर होताना आणि त्या पाण्याचे तपमान मिश्रणाच्या तपमानाइतके उतरताना उष्णता बाहेर पडते.

कोणत्याही घन पदार्थाची सुप्त उष्णता पुढीलप्रमाणे काढता येते: उष्णता धारणा ज्ञात असलेल्या एका प्लॅटिनमाच्या नळकांड्यात तो पदार्थ ठेवतात. एका विजेच्या भट्टीत हे नळकांडे कोणत्याही तपमानापर्यंत तापवून मग ते उष्णतामापकात ठेवतात. नळकांड्याचे तपमान पदार्थाच्या वितळबिंदूपेक्षा ५०० से. कमीपासून ५०० से. जास्तीपर्यंत घेऊन, नळकांड्याचे तपमान व उष्णतामापकाला मिळालेली उष्णता यांचा आलेख काढतात, त्यावरून पदार्थाचा वितळबिंदू व त्याची सुप्त उष्णता मिळते .

साध्या उष्णतामापकाऐवजी अखंड प्रवाह उष्णतामापक वापरून ऑबेरी यांनी कोणत्याही द्रव्याच्या वाफेची सुप्त उष्णता अधिक अचूकतेने काढता येते असे दाखविले.

संदर्भ : 1. Ghosh. S. N.; Deb. S, Heat, Calcutta, 1963.

2. Noakes. G. R. A Textbook of Heat, London, 1960.

लेखक : अ.शा.देशपांडे

स्त्रोत : मराठी विश्वकोश