ऊष्मा का यांत्रिक समतुल्य

गर्मी का यांत्रिक समकक्ष उत्पन्न करने के लिए आवश्यक यांत्रिक कार्य की मात्रा होती है। यह थर्मोडायनामिक्स में एक मौलिक सिद्धांत है जो गर्मी और कार्य दोनों भौतिक मात्राओं के बीच संबंध बताता है।

गर्मी का यांत्रिक समकक्ष की अवधारणा पहले फ्रांसीसी वैज्ञानिक सादी कार्नो द्वारा 19वीं शताब्दी की शुरुआत में प्रस्तावित की गई थी, और बाद में जेम्स जूल और अन्य वैज्ञानिकों द्वारा और विकसित की गई थी। यह कहता है कि एक निश्चित मात्रा में गर्मी को एक समकक्ष मात्रा के यांत्रिक कार्य में परिवर्तित किया जा सकता है, और इसका विलोम भी सत्य है।

गर्मी का यांत्रिक समकक्ष आमतौर पर एक इकाई द्रव्यमान के एक दिए गए पदार्थ के तापमान को बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा के पदों में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, पानी के लिए गर्मी का यांत्रिक समकक्ष 1 ग्राम पानी के तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाने के लिए आवश्यक कार्य की मात्रा होती है।

गर्मी का यांत्रिक समकक्ष थर्मोडायनामिक्स में एक महत्वपूर्ण अवधारणा है क्योंकि यह गर्मी और कार्य के बीच संबंधों को मापन और समझने की अनुमति देता है। यह भाप इंजन जैसे गर्मी इंजनों के संचालन में भी एक महत्वपूर्ण कारक है, जो गर्मी को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करता है।

जब W किसी प्रणाली पर किया गया कार्य है और Q इस कार्य के परिणामस्वरूप उत्पन्न गर्मी की मात्रा है, तो

 W α Q

W = JQ

J = W/Q

समीकरण J के अनुसार, एक इकाई गर्मी उत्पन्न करने के लिए प्रणाली पर किया जाने वाला कार्य गर्मी का यांत्रिक समकक्ष है।

गर्मी के यांत्रिक समकक्ष का मान उपयोग किए जा रहे पदार्थ और परिवर्तन हो रहे तापमान पर निर्भर करता है। इसे आमतौर पर एक स्थिर माना जाता है, लेकिन वातावरण के दबाव और आर्द्रता जैसे कारकों के कारण यह थोड़ा भिन्न हो सकता है।

J के स्थिर मान का यांत्रिक समकक्ष क्या है?

एक निश्चित द्रव्यमान के पानी को एक डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए आवश्यक यांत्रिक कार्य की मात्रा। यह कक्ष के तापमान पर पानी की गर्मी क्षमता है, जो 4186 जूल kg-1 है।

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