ආපසු Dashboard එකට
Unit 04
තාප භෞතික විද්යාව (Thermal Physics) - අධ්යයන පිටුව
තුෂාර අංකය, කැලරිමිතිය අවස්ථා විපර්යාස සහ නිව්ටන්ගේ සිසිලන නියමයේ විභාග රටා.
සම්පත් පොත් මූලික සංකල්ප
- • තුෂාර අංකය (Dew Point): ලබා දී ඇති වාතය පරිමාවක් සන්තෘප්ත කිරීමට එහි ඇති ජල වාෂ්ප ප්රමාණයම ප්රමාණවත් වන උෂ්ණත්වයයි.
- • මිශ්රණ මූලධර්මය: බාහිර පරිසරය සමග තාප හුවමාරුවක් සිදු නොවේ නම්, පද්ධතිය පිට කළ මුළු තාපය = පද්ධතිය ලබාගත් මුළු තාපය (Q = mcΔθ සහ Q = mL).
Paper Marking රහස් (Exam Traps)
⚠️ පරිසර තාප හානිය අවම කිරීමේ රීතිය:කැලරිමිතියේදී පරිසරයට සිදුවන තාප හානිය වැළැක්වීමට ආරම්භක (θ₁) සහ අවසාන (θ₂) උෂ්ණත්වයන් කාමර උෂ්ණත්වය (θ) දෙපස සමානව පිහිටන සේ සකස් කළ යුතුය. සමීකරණය: θ₂ = 2θ - θ₁.
⚠️ වාෂ්ප උගුලේ (Steam Trap) කාර්යය:නළය තුළදී කලින්ම ඝනීභවනය වී ද්රව බවට පත් වූ ජල බින්දු කැලරිමීටරය තුළට ඇතුළු වීම වැළැක්වීම.
📘 සම්පත් පොත් සාරාංශය: තාප භෞතික විද්යාව
ප්රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):
- තාප සමතුලිතතාව (Thermal Equilibrium): වස්තු දෙකක් අතර ශුද්ධ තාප ගලා යාමක් සිදු නොවන තත්ත්වයයි.
- තාපගති විද්යාවේ ශුන්යාදි නියමය (Zeroth Law of Thermodynamics): වස්තු දෙකක් තෙවන වස්තුවක් සමඟ වෙන වෙනම...
- රේඛීය ප්රසාරණතාව (α): ඒකක උෂ්ණත්ව නැඟීමක දී වස්තුවක දිගෙහි ඇති වන භාගික ප්රසාරණයයි.
සූත්ර සහ සමීකරණ (Equations):
- කෙල්වින උෂ්ණත්වය: T = θ + 273.15
- රේඛීය ප්රසාරණය: Δl = l₀ αΔθ
- වර්ගඵල ප්රසාරණය: ΔA = A₀ βΔθ (β = 2α)
- පරිමා ප්රසාරණය: ΔV = V₀ γΔθ (γ = 3α)
- ද්රවයක දෘශ්ය ප්රසාරණය: γ_real = γ_app + γ_vessel
වැදගත් කරුණු (Key Points):
- නියත පරිමා වායු උෂ්ණත්වමානය ඉතා නිවැරදි, සම්මත උෂ්ණත්වමානයක් ලෙස සැලකේ.
- ජලයේ අසාමාන්ය ප්රසාරණය සිදුවන්නේ 0°C සිට 4°C දක්වා පරාසයේ ය. 4°C දී ජලයේ පරිමාව අවම වන අතර ඝනත්වය උපරිම වේ.
⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):
ද්රවයක ප්රසාරණය ගණනය කිරීමේදී, ද්රවය පවතින බඳුනේ ප්රසාරණය ද අනිවාර්යයෙන් සැලකිය යුතු ය.
ප්රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):
- බොයිල් නියමය: නියත උෂ්ණත්වයේ දී නියත වායු ස්කන්ධයක පීඩනය එහි පරිමාවට ප්රතිලෝමව සමානුපාතික වේ (p ∝ 1/V).
- චාල්ස් නියමය: නියත පීඩනයේ දී නියත වායු ස්කන්ධයක පරිමාව එහි නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වයට අනුලෝමව සමානුපාතික වේ (V ∝ T).
- වර්ග මධ්යන්ය මූල වේගය (c_rms): වායු අණු වල වේගවල වර්ගයන්ගේ මධ්යන්යයේ වර්ගමූලයයි.
සූත්ර සහ සමීකරණ (Equations):
- pV = nRT
- pV = 1/3 * Nm * c_rms²
- E_k = 3/2 * kT
- c_rms = √(3RT / M) = √(3p / ρ)
වැදගත් කරුණු (Key Points):
- පරිපූර්ණ වායුවක අණු අතර අන්තර් අණුක ආකර්ෂණ බල නොමැති තරම් කුඩා ය.
- ඩෝල්ටන්ගේ ආංශික පීඩන නියමය: p = p_A + p_B + p_C
⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):
pV=nRT වැනි වායු සමීකරණ යෙදීමේ දී උෂ්ණත්වය (T) අනිවාර්යයෙන්ම කෙල්වින් (Kelvin) වලින් ආදේශ කළ යුතු ම ය. සෙල්සියස් වලින් ආදේශ කිරීමෙන් මුළු ගැටළුවම වැරදේ.
ප්රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):
- තාප ධාරිතාව (C): වස්තුවක උෂ්ණත්වය 1 K කින් ඉහළ නැංවීමට අවශ්ය තාප ප්රමාණයයි.
- විශිෂ්ට තාප ධාරිතාව (c): ද්රව්යයක 1 kg ස්කන්ධයක උෂ්ණත්වය 1 K කින් ඉහළ නැංවීමට අවශ්ය තාප ප්රමාණයයි.
- විශිෂ්ට ගුප්ත තාපය (l): නියත උෂ්ණත්වයක දී ද්රව්යයක 1 kg ස්කන්ධයක් එක් අවස්ථාවක සිට තවත් අවස්ථාවකට පත් කිරීමට ලබා දිය යුතු/පිට කළ යුතු තාපයයි.
සූත්ර සහ සමීකරණ (Equations):
- Q = mcΔθ
- Q = ml
- dQ/dt = kA(θ - θ_R)
වැදගත් කරුණු (Key Points):
- අවස්ථා විපර්යාසයක් සිදුවන විට, තාපය ලබා දුන්න ද පද්ධතියේ උෂ්ණත්වය නියතව පවතී.
⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):
මිශ්රණ මූලධර්මය යෙදිය හැක්කේ පද්ධතියෙන් පිටතට හෝ පරිසරයෙන් පද්ධතියට තාප සංක්රමණයක් සිදු නොවන අවස්ථාවල දී පමණි.
ප්රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):
- සන්තෘප්ත වාෂ්පය (Saturated Vapour): යම් අවකාශයක පැවතිය හැකි උපරිම වාෂ්ප ප්රමාණය අඩංගු වන අවස්ථාවයි.
- තුෂාර අංකය (Dew Point): ලබා දී ඇති වාෂ්ප ප්රමාණයකින් පමණක් අදාළ පරිමාව සන්තෘප්ත වන උෂ්ණත්වයයි.
- සාපේක්ෂ ආර්ද්රතාව (RH): RH = ( පවතින වාෂ්ප ස්කන්ධය / අවශ්ය වාෂ්ප ස්කන්ධය ) × 100%
සූත්ර සහ සමීකරණ (Equations):
- RH = ( p / P₀ ) × 100%
- ΔQ = ΔU + ΔW
- ΔW = pΔV
වැදගත් කරුණු (Key Points):
- සන්තෘප්ත වාෂ්ප, වායු නියම (pV = nRT) අනුගමනය නොකරයි.
- නියත උෂ්ණත්වයේ දී සන්තෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය පරිමාව මත රඳා නොපවතී.
⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):
ΔQ = ΔU + ΔW සමීකරණය යෙදීමේ දී ලකුණු සම්මුතිය අනිවාර්ය වේ. පද්ධතියට තාපය දෙන විට ΔQ(+), පද්ධතිය මගින් කාර්යය කරන විට ΔW(+), පද්ධතියේ උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට ΔU(+) ලෙස ගත යුතු ය.
ප්රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):
- සන්නයනය: අංශුවෙන් අංශුවට තාපය මාරු වීම (මාධ්යය අවශ්යයි).
- සංවහනය: තරලයක අංශු චලනය වීමෙන් තාපය රැගෙන යාම (මාධ්යය අවශ්යයි).
- විකිරණය: විද්යුත් චුම්භක තරංග ලෙස තාපය ගමන් කිරීම (මාධ්යයක් අවශ්ය නැත).
සූත්ර සහ සමීකරණ (Equations):
dQ / dt = kA(θ₁ - θ₂) / l
වැදගත් කරුණු (Key Points):
- ලෝහ දණ්ඩක් දිගේ තාපය සන්නයනය වීමේදී, දණ්ඩ පරිවාරක කර ඇත්නම් තාප සන්නයන සීඝ්රතාව දණ්ඩේ සෑම ලක්ෂ්යයකදීම නියත වේ.
⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):
තාප සන්නයන සමීකරණය යෙදිය හැක්කේ පද්ධතිය අනවර්ත අවස්ථාවට පැමිණි පසු පමණි. එනම් දණ්ඩේ එක් එක් ලක්ෂ්යයේ උෂ්ණත්වය කාලය සමඟ වෙනස් නොවන අවස්ථාවේදී ය.
📊 ඒකක 4: සම්මත භෞතික නියත සහ අගයන් (Standard Physical Constants)
| භෞතික රාශිය (Physical Quantity) | සම්මත අගය (Standard Value) |
|---|---|
| ජලයේ ත්රිත්ව ලක්ෂ්යය (Triple Point of Water) | 273.16 K |
| සෙල්සියස් සහ කෙල්වින් අන්තරය | 1°C = 1 K අන්තරයකට සමාන වේ |
| වායු නියතය (Universal Gas Constant - R) | 8.31 J mol⁻¹ K⁻¹ |
| ඇවගාඩ්රෝ අංකය (Avogadro Constant - N_A) | 6.02 × 10²³ mol⁻¹ |
| සම්මත පීඩනය (Standard Pressure - 1 atm) | 760 mm Hg (1.01 × 10⁵ Pa) |
| බොල්ට්ස්මාන් නියතය (Boltzmann Constant - k) | 1.38 × 10⁻²³ J K⁻¹ |
❄️ තුෂාර අංකය සෙවීමේ අතථ්ය පරීක්ෂණය
බඳුනට අයිස් කැට එකතු කරමින් පෘෂ්ඨය මීදුම් සහිත වන මොහොතේම උෂ්ණත්වය සටහන් කරන්න.
වත්මන් උෂ්ණත්වය30°C
✨ පෘෂ්ඨය දීප්තිමත් (Shiny)
🧪 කැලරිමිතිය ඇටවුම් පරීක්ෂණ පුවරුව
විභාගයේදී ලකුණු ලැබෙන පරිදි නිවැරදි උපාංග තෝරා පරීක්ෂණය ක්රියාත්මක කරන්න.
උපාංග නිවැරදිව තෝරා "පරීක්ෂණය ක්රියාත්මක කරන්න" බටනය ක්ලික් කරන්න. විභාගයේදී ලකුණු ලැබෙන ක්රමවේදය මෙයින් උගත හැක.