NCERT solutions for class 11 physics chapter 11 - Physics Notes In Hindi

thermal properties of matter class 11 notes

• ऊष्मा दो (या अधिक) प्रणालियों या एक प्रणाली और उसके परिवेश के बीच तापमान अंतर के आधार पर स्थानांतरित ऊर्जा का रूप है। हस्तांतरित ऊष्मा ऊर्जा की SI इकाई जूल (J) में व्यक्त की जाती है।

CGS प्रणाली में, ऊष्मा की इकाई कैलोरी और किलोकैलोरी (kcal) होती है।

1 कैलोरी = 4.186 जे और 1 किलो कैलोरी = 1000 कैल = 4186 जे।

• किसी पदार्थ का तापमान एक भौतिक मात्रा है जो पदार्थ की गर्मी या ठंडक की डिग्री को मापता है। तापमान की एसआई इकाई केल्विन (के) है और डिग्री सेल्सियस तापमान की आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली इकाई है।

• विज्ञान की एक शाखा जो किसी पदार्थ के तापमान के माप से संबंधित है, थर्मोमेट्री कहलाती है। किसी पिंड के तापमान को मापने के लिए जिस उपकरण का उपयोग किया जाता है उसे थर्मामीटर कहा जाता है।

• तापमान पैमाने के लिए अंशांकित थर्मामीटर का उपयोग उस पैमाने पर दिए गए तापमान के मान को मापने के लिए किया जाता है। तापमान की माप के लिए, दो निश्चित संदर्भ बिंदुओं का चयन किया जाता है। दो सुविधाजनक निश्चित संदर्भ बिंदु बर्फ बिंदु और मानक दबाव पर पानी के भाप बिंदु हैं, जिन्हें मानक दबाव पर पानी के हिमांक और उबलते बिंदु के रूप में जाना जाता है।

• दो परिचित तापमान पैमाने हैं फ़ारेनहाइट तापमान पैमाना और सेल्सियस तापमान पैमाना। बर्फ और भाप बिंदु में फारेनहाइट पैमाने पर क्रमशः 32 डिग्री फ़ारेनहाइट और 212 डिग्री फ़ारेनहाइट और सेल्सियस पैमाने पर 0 डिग्री सेल्सियस और 100 डिग्री सेल्सियस है। फारेनहाइट पैमाने पर, दो संदर्भ बिंदुओं के बीच 180 बराबर अंतराल होते हैं, और सेल्सियस पैमाने पर 100 होते हैं।

• यदि tc और tF क्रमशः सेल्सियस तापमान पैमाने और फ़ारेनहाइट तापमान पैमाने पर शरीर के तापमान मान हैं, तो फ़ारेनहाइट और सेल्सियस तापमान के बीच संबंध किसके द्वारा दिया जाता है

thermal properties of matter class 11 notes

• एक आदर्श गैस निम्नलिखित नियम का पालन करती है। यानी पीवी = जीआरटी, जहां पी, वी और टी क्रमशः गैस का दबाव, आयतन और तापमान हैं, जी एक आदर्श गैस में मोल की संख्या है और आर = 8.31 जे मोल -1 के -1 को सार्वभौमिक गैस के रूप में जाना जाता है। लगातार। समीकरण, PV-gRT को आदर्श गैस समीकरण के रूप में जाना जाता है।

• एक आदर्श गैस के लिए निरपेक्ष न्यूनतम तापमान, सीधी रेखा P-T ग्राफ को एक्सट्रपलेशन करके अनुमानित किया जाता है - 273.15 °C पाया जाता है और इसे निरपेक्ष शून्य के रूप में नामित किया जाता है। निरपेक्ष तापमान पैमाना (T) और सेल्सियस पैमाना किसके द्वारा संबंधित हैं?

टी डिग्री सेल्सियस = टी - 273.15

Thermal properties of matter class 11 notes :- Thermal Expansion

 तापमान में वृद्धि के कारण शरीर के आकार में वृद्धि को थर्मल विस्तार कहा जाता है। ठोसों में तीन प्रकार के प्रसार हो सकते हैं। रैखिक, सतही और आयतन विस्तार,

(i) Linear Expansion: किसी ठोस को गर्म करने पर उसकी लंबाई में वृद्धि को रैखिक प्रसार कहते हैं।
यदि मूल लंबाई l की छड़ का तापमान थोड़ी मात्रा Δt बढ़ा दिया जाता है, तो इसकी लंबाई Δl बढ़ जाती है। तब रैखिक प्रसार द्वारा दिया जाता है

l = एल t

जहाँ a दिए गए ठोस के रैखिक प्रसार का गुणांक है। सीजीएस में α की इकाई प्रति डिग्री सेल्सियस (डिग्री सेल्सियस -1) और एसआई प्रणाली में प्रति केल्विन (K -1) है।

(ii) Superficial or Area Expansion: गर्म करने पर ठोस के सतह क्षेत्र में वृद्धि को सतही विस्तार कहा जाता है।
यदि A0 0°C पर एक ठोस का क्षेत्रफल है और A (इसका क्षेत्रफल t°C पर है तो At = A0(l + βt)
जहां β सतही विस्तार के गुणांक के रूप में जाना जाता है। β की इकाई °C-1 या K-1 है।

(iii)  Volume Expansion: गर्म करने पर ठोस के आयतन में वृद्धि को आयतन प्रसार कहते हैं।
तापमान t में परिवर्तन के साथ एक ठोस के आयतन में परिवर्तन v = Vγ t द्वारा दिया जाता है

जहाँ y आयतन प्रसार का गुणांक है।

• रैखिक विस्तार (α), सतही विस्तार (β) और आयतन विस्तार (γ) के गुणांकों के बीच संबंध इस प्रकार दिया गया है

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किसी दिए गए ठोस के लिए, विस्तार के तीन गुणांक α, β, स्थिर नहीं हैं। उनका मान तापमान सीमा पर निर्भर करता है।

• द्रवों का केवल आयतन प्रसार होता है। यदि हम ठोस पात्र के प्रसार को ध्यान में नहीं रखते हैं, तो द्रव के प्रसार को आभासी प्रसार कहते हैं। दूसरी ओर, यदि हम ठोस के विस्तार को भी ध्यान में रखते हैं, तो इसे तरल का वास्तविक विस्तार कहा जाता है। यह पाया गया है कि r = a + g, जहां r = तरल का वास्तविक विस्तार गुणांक, a = तरल का स्पष्ट विस्तार गुणांक और γg = कंटेनर पोत (कांच) का आयतन विस्तार गुणांक।

• जल एक विषम व्यवहार प्रदर्शित करता है। यह 0 डिग्री सेल्सियस और 4 डिग्री सेल्सियस के बीच गर्म होने पर सिकुड़ता है लेकिन 4 डिग्री सेल्सियस से अधिक गर्म करने पर फैलता है। इस प्रकार, पानी की विशिष्ट मात्रा 4 डिग्री सेल्सियस पर न्यूनतम होती है या पानी का घनत्व अधिकतम 4 डिग्री सेल्सियस होता है। पानी की इस संपत्ति का एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय प्रभाव है।
 

ncert solutions for class 11 physics chapter 11 :- Thermal Stress

जब एक छड़ को दो स्थिर आधारों के बीच रखा जाता है और उसका तापमान बढ़ा दिया जाता है, तो स्थिर समर्थन छड़ को फैलने नहीं देता है, जिसके परिणामस्वरूप एक प्रतिबल उत्पन्न होता है जिसे तापीय प्रतिबल कहा जाता है।
छड़ में ऊष्मीय प्रतिबल किसके द्वारा दिया जाता है?

ncert solutions for class 11 physics chapter 11

जहाँ Y छड़ की सामग्री के लिए यंग मापांक है, A छड़ का क्षेत्रफल अनुप्रस्थ काट है, a रैखिक विस्तार का गुणांक है और F छड़ में विकसित बल है।

thermal properties of matter class 11 notes :- Thermal Capacity

 किसी पिंड की तापीय क्षमता एक इकाई डिग्री के माध्यम से पूरे शरीर के तापमान को बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है। इसे कैलोरी प्रति °C या जूल प्रति K में मापा जाता है।
यदि Q पदार्थ के तापमान (Δt) में परिवर्तन उत्पन्न करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा हो, तो पदार्थ की तापीय क्षमता किसके द्वारा दी जाती है

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ताप क्षमता का आयामी सूत्र [ML²T ^-2K^-1 ] है,

thermal properties of matter class 11 :- Specific Heat Capacity

 किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता (जिसे विशिष्ट ऊष्मा भी कहा जाता है) पदार्थ के एक इकाई द्रव्यमान के तापमान को 1 °C तक बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है। इसे cal g^-1(°C)^-1 or J kg^-1 K^-1 में मापा जाता है।
किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा धारिता किसके द्वारा दी जाती है?

thermal properties of matter

जहाँ m पदार्थ का द्रव्यमान है और Q ताप t को बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा है।

• किसी पदार्थ की मोलर विशिष्ट ऊष्मा क्षमता को पदार्थ के 1 मोल के तापमान को 1°C बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है।

class 11 physics chapters

मोलर विशिष्ट ऊष्मा क्षमता की इकाई SI प्रणाली में mole^-1 K^-1 और CGS प्रणाली में Cal mol^-1 °C-1 है।
मोलर विशिष्ट ऊष्मा क्षमता का आयामी सूत्र [ML²T^-2 K^-1 mole^-1 है।

ncert solutions for class 11 physics chapter 11 :- Calorimetry

 कैलोरीमेट्री का संबंध गर्मी के माप से है, इस उद्देश्य के लिए मूल उपकरण कैलोरीमीटर कहलाता है।

जब अलग-अलग तापमान पर दो निकायों को 'मिश्रित' किया जाता है, तो शरीर से उच्च तापमान पर गर्मी 'प्रवाह' होती है, जब तक कि एक सामान्य 'संतुलन' तापमान तक नहीं पहुंच जाता है। इस 'हीट एक्सचेंज' को केवल दो निकायों तक सीमित मानते हुए (यानी, परिवेश को किसी भी गर्मी के नुकसान की उपेक्षा करना), हमारे पास ऊर्जा संरक्षण के कानून से है:

एक शरीर द्वारा प्राप्त गर्मी = दूसरे द्वारा खोई गई गर्मी।

• पदार्थ का एक अवस्था (ठोस, द्रव और गैस) से दूसरी अवस्था में संक्रमण अवस्था परिवर्तन कहलाता है।

• ठोस से द्रव में अवस्था परिवर्तन को गलनांक तथा द्रव से ठोस में परिवर्तन को संलयन कहते हैं। यह देखा गया है कि तापमान तब तक स्थिर रहता है जब तक कि ठोस पदार्थ की पूरी मात्रा पिघल नहीं जाती है, यानी ठोस से तरल अवस्था में परिवर्तन के दौरान पदार्थ की ठोस और तरल दोनों अवस्थाएँ तापीय संतुलन में सह-अस्तित्व में होती हैं।

• वह तापमान जिस पर कोई ठोस पिघलता है, उसका गलनांक कहलाता है। किसी ठोस के गलनांक का मान पदार्थ का अभिलक्षणिक होता है और दाब पर भी निर्भर करता है।

• बढ़े हुए दबाव में बर्फ का पिघलना और दबाव कम करने पर फिर से जमने की क्रिया को रेगेलेशन कहा जाता है।

• द्रव से वाष्प (या गैस) में अवस्था परिवर्तन को वाष्पीकरण कहते हैं। वह तापमान जिस पर किसी पदार्थ का द्रव और वाष्प अवस्था सह-अस्तित्व में होता है, उसका क्वथनांक कहलाता है।

• द्रव अवस्था से गुजरे बिना ठोस अवस्था से वाष्प अवस्था में परिवर्तन ऊर्ध्वपातन कहलाता है।

thermal properties of matter class 11 formulas : The Basic Heat Formula

 t डिग्री के माध्यम से विशिष्ट ऊष्मा क्षमता वाले पदार्थ के द्रव्यमान m के तापमान को बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा Q किसके द्वारा दी जाती है
          

                Q = m x S x t

अर्थात, आवश्यक ऊष्मा = द्रव्यमान x विशिष्ट ऊष्मा x तापमान में परिवर्तन

thermal properties of matter class 11 notes :- Latent Heat

 किसी पदार्थ की गुप्त ऊष्मा ऊष्मा ऊर्जा की वह मात्रा है जो किसी पदार्थ के इकाई द्रव्यमान की अवस्था को ठोस से तरल या द्रव से गैस/वाष्प में बिना तापमान में परिवर्तन के बदलने के लिए आवश्यक होती है।

संलयन की गुप्त ऊष्मा (Lf) किसी पदार्थ को समान ताप और दाब पर ठोस से द्रव में बदलने के लिए आवश्यक प्रति इकाई द्रव्यमान की ऊष्मा है। वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा (Lv) तापमान और दबाव में बदलाव के बिना किसी पदार्थ को तरल से वाष्प अवस्था में बदलने के लिए आवश्यक प्रति इकाई द्रव्यमान की ऊष्मा है।

thermal properties of matter class 11 notes pdf download :- Heat Transfer

 ऊष्मा को एक स्थान से दूसरे स्थान पर तीन अलग-अलग तरीकों से स्थानांतरित किया जा सकता है, अर्थात् चालन, संवहन और विकिरण। चालन आमतौर पर ठोस पदार्थों में होता है, तरल पदार्थ और गैसों में संवहन होता है, और विकिरण के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है।

(i) Conduction: मैक्सवेल के अनुसार, उच्च तापमान के स्थानों से कम तापमान वाले स्थानों तक असमान रूप से गर्म शरीर के माध्यम से चालन गर्मी का प्रवाह है। गर्मी हस्तांतरण की दर किसके द्वारा दी जाती है

 
जहां K को तापीय चालकता कहा जाता है और A अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल है।

(ii) Convection: मैक्सवेल ने संवहन को गर्म पिंड की गति से ऊष्मा के प्रवाह के रूप में परिभाषित किया है जो स्वयं अपनी ऊष्मा को अपने साथ ले जाता है।

(iii) Radiation: विकिरण ऊष्मा हस्तांतरण का वह तरीका है जिसमें ऊष्मा बिना किसी हस्तक्षेप माध्यम की एजेंसी के सीधे एक स्थान से दूसरे स्थान तक जाती है।

• ऊष्मीय चालकता को इकाई क्षेत्र से इकाई समय में स्थानांतरित होने वाली ऊष्मा ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसमें इकाई लंबाई से अधिक तापमान में एक इकाई अंतर होता है। इसे Js^-1 m^-1 °C^-1 or W^-1 K^-1 . में व्यक्त किया जाता है

thermal properties of matter class 11 notes :- Thermal Resistance

 किसी पिंड का ऊष्मीय प्रतिरोध उसके माध्यम से ऊष्मा के प्रवाह के विरोध का एक उपाय है। इसे परिभाषित किया गया है

thermal properties of matter class 11 notes :- Thermal Resistance

newton's law of cooling class 11 :- Newton’s Law of Cooling

 न्यूटन के शीतलन के नियम में कहा गया है कि किसी पिंड की गर्मी के नुकसान की दर सीधे शरीर और परिवेश के तापमान के अंतर के समानुपाती होती है, बशर्ते तापमान में अंतर छोटा हो, 40 डिग्री सेल्सियस से अधिक न हो।

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- ve चिन्ह का तात्पर्य है कि जैसे-जैसे समय बीतता है, तापमान T घटता जाता है।
जब तापमान T1 पर एक वस्तु को तापमान T2 के आसपास के क्षेत्र में रखा जाता है, तो शुद्ध ऊर्जा
प्रति सेकंड विकिरण है,

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 (i)  Emissive Power: किसी पिंड की सतह के प्रति इकाई क्षेत्र, प्रति इकाई समय और प्रति इकाई तरंग दैर्ध्य रेंज में विकिरणित ऊष्मा ऊर्जा की मात्रा स्थिर होती है जिसे दी गई सतह की 'उत्सर्जक शक्ति' (eλ) कहा जाता है। तापमान और तरंग दैर्ध्य। इसका SI मात्रक Js^-1 m^-2 . है।

(ii) Absorptive Power : जब कोई विकिरण किसी पिंड की सतह पर आपतित होता है, तो उसका एक भाग परावर्तित हो जाता है, उसका एक भाग अपवर्तित हो जाता है और शेष भाग उस सतह द्वारा अवशोषित हो जाता है। इसलिए, किसी दिए गए तापमान पर और किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के लिए एक सतह की 'अवशोषण शक्ति' एक निश्चित समय पर सतह पर कुल ऊर्जा घटना के लिए एक सतह द्वारा अवशोषित गर्मी ऊर्जा का अनुपात है। इसे (aλ) द्वारा दर्शाया जाता है। इसकी कोई इकाई नहीं है क्योंकि यह एक अनुपात है।

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(iii) Perfect Black Body: एक पिंड को एक परफेक्ट ब्लैक बॉडी कहा जाता है, इसकी अवशोषण क्षमता 1 होती है। यह न तो परावर्तित करता है और न ही प्रसारित करता है, बल्कि उन पर होने वाली सभी तापीय विकिरणों को उनकी तरंग दैर्ध्य के बिना अवशोषित कर लेता है।

(iv) wien's displacement law class 11: यह नियम कहता है कि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, काले शरीर द्वारा उत्सर्जित विकिरण ऊर्जा का अधिकतम मान कम तरंग दैर्ध्य की ओर बढ़ता है। वेन ने पाया कि "पीक वेवलेंथ (λm) और ब्लैक बॉडी के केल्विन तापमान (T) का गुणनफल स्थिर रहना चाहिए।"
λ_m x T= b

जहाँ b नियतांक को वेन नियतांक के रूप में जाना जाता है। इसका मान 2.898 x 10-3 mk है।

(v) Stefan’s Law: यह नियम कहता है कि एक काले पिंड की सतह से प्रति सेकंड उत्सर्जित तापीय विकिरण ऊर्जा उसके सतह क्षेत्र A और उसके पूर्ण तापमान T की चौथी शक्ति के सीधे आनुपातिक होती है।

उत्सर्जन गुणांक या किसी पिंड के कालेपन की डिग्री एक आयामहीन मात्रा ε, 0 < ε <1 द्वारा दर्शायी जाती है। यदि ε = 1 है तो शरीर पूरी तरह से काला शरीर है। अत

Stefan’s Law

आइए हम किसी वस्तु को निरपेक्ष तापमान T और परिवेश का तापमान मानते हैं।
• H1 = शरीर द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा की दर

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(vi) The Solar Constant: सूर्य की सतह से उत्सर्जित औसत ऊर्जा, पृथ्वी द्वारा प्रति इकाई क्षेत्र, प्रति मिनट अवशोषित, स्थिर है जिसे सौर स्थिरांक कहा जाता है जिसे S द्वारा दर्शाया जाता है जिसका मान 8.135 jm^-2 min^-1.

मान लीजिए कि पृथ्वी सूर्य को अपना केंद्र मानकर त्रिज्या r के एक वृत्ताकार पथ में गतिमान है।

सूर्य को पूर्ण रूप से काला शरीर मानकर, सूर्य की सतह से प्रति इकाई समय में विकिरित ऊर्जा किसके द्वारा दी जाती है? 

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