कर्नाटक राज्य अभ्यासक्रम
इयत्ता – 7वी
विषय – विज्ञान
भाग – 1
नमूना प्रश्नोत्तरे
प्रकरण 3 – उष्णता
पाठातील मुख्य आशय सोप्या शब्दांत
- 1. तापमान आणि तापमापक (Temperature and Thermometer) कोणतीही वस्तू किती गरम किंवा थंड आहे, हे केवळ स्पर्श करून अचूक सांगता येत नाही. वस्तूच्या उष्णतेचे प्रमाण मोजण्याच्या पद्धतीला ‘तापमान’ म्हणतात. तापमान मोजण्यासाठी ‘तापमापक’ (Thermometer) नावाचे उपकरण वापरतात.
- 2. वैद्यकीय तापमापक (Clinical Thermometer) आपल्या शरीराचे तापमान मोजण्यासाठी जो तापमापक वापरतात, त्याला वैद्यकीय तापमापक म्हणतात. यावर 35°C ते 42°C पर्यंतचे तापमान मोजता येते. निरोगी मानवी शरीराचे सामान्य तापमान 37°C असते.
- 3. प्रयोगशाळेतील तापमापक (Laboratory Thermometer) इतर वस्तूंचे (उदा. पाण्याचे) तापमान मोजण्यासाठी प्रयोगशाळेतील तापमापक वापरतात. याचा पल्ला साधारणपणे -10°C ते 110°C इतका असतो.
- 4. उष्णतेचे संक्रमण (Transfer of Heat) उष्णता नेहमी गरम वस्तूपासून थंड वस्तूकडे वाहते. उष्णता वाहून नेण्याच्या मुख्य तीन पद्धती आहेत: वहन, अभिसरण आणि उत्सर्जन.
- 5. वहन (Conduction) घन पदार्थामध्ये (Solid objects) उष्णता एका टोकाकडून दुसऱ्या टोकाकडे ज्या प्रक्रियेने वाहते, त्याला ‘वहन’ म्हणतात. उदा. तापलेल्या तव्याची मूठ गरम होणे.
- 6. उष्णतेचे वाहक आणि रोधक (Conductors and Insulators) जे पदार्थ उष्णता सहजपणे वाहू देतात, त्यांना उष्णतेचे ‘वाहक’ म्हणतात (उदा. लोखंड, तांबे, अल्युमिनियम). जे पदार्थ उष्णता सहज वाहू देत नाहीत, त्यांना ‘रोधक’ किंवा मंदवाहक म्हणतात (उदा. लाकूड, प्लास्टिक). पाणी आणि हवा हे उष्णतेचे मंदवाहक आहेत.
- 7. अभिसरण (Convection) द्रवरूप (Liquids) आणि वायुरूप (Gases) पदार्थात उष्णतेचे संक्रमण ‘अभिसरण’ प्रक्रियेने होते. यात गरम झालेले पाणी किंवा हवा हलकी होऊन वर जाते आणि तिची जागा घेण्यासाठी थंड पाणी किंवा हवा खाली येते.
- 8. समुद्री वारे आणि जमिनीवरील वारे (Sea Breeze and Land Breeze) दिवसा जमीन पाण्यापेक्षा लवकर तापते, त्यामुळे जमिनीवरील गरम हवा वर जाते आणि समुद्राकडून थंड वारे जमिनीकडे वाहतात, याला ‘समुद्री वारे’ म्हणतात. रात्रीच्या वेळी पाणी जमिनीपेक्षा हळू थंड होते, त्यामुळे जमिनीवरील थंड हवा समुद्राकडे वाहते, याला ‘जमिनीवरील वारे’ (मतलई वारे) म्हणतात.
- 9. उत्सर्जन (Radiation) उष्णता एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी जाण्यासाठी जेव्हा कोणत्याही माध्यमाची (हवा, पाणी) गरज नसते, तेव्हा त्या क्रियेला ‘उत्सर्जन’ म्हणतात. सूर्याची उष्णता पृथ्वीपर्यंत याच प्रक्रियेने पोहोचते.
- 10. कपड्यांचे रंग आणि उष्णता गडद रंगाचे (Dark coloured) कपडे जास्त उष्णता शोषून घेतात, म्हणून हिवाळ्यात गडद रंगाचे कपडे उबदार वाटतात. फिकट रंगाचे (Light coloured) कपडे उष्णता परावर्तित करतात, म्हणून उन्हाळ्यात फिकट कपडे आरामदायक वाटतात.
- 11. हिवाळ्यात लोकरीचे कपडे लोकर ही उष्णतेची मंदवाहक आहे आणि तिच्या तंतूंमध्ये हवा अडकून राहते. ही हवा आपल्या शरीरातील उष्णता बाहेर जाऊ देत नाही, त्यामुळे हिवाळ्यात लोकरीचे कपडे घातल्याने आपल्याला ऊब मिळते.
अभ्यास: प्रकरण 3 – उष्णता
1. प्रयोगशाळेतील तापमापक आणि वैद्यकीय तापमापक यातील साम्य आणि फरक स्पष्ट करा.
उत्तर पहा
साम्य (समानता):
1. दोन्ही तापमापक तापमान मोजण्यासाठी वापरले जातात.
2. दोन्ही तापमापकांमध्ये पाऱ्याचा (mercury) वापर केलेला असतो.
3. दोन्ही तापमापक काचेच्या नळीसारखे असतात.
फरक:
1. वैद्यकीय तापमापक केवळ मानवी शरीराचे तापमान मोजण्यासाठी वापरतात (त्याची व्याप्ती 35°C ते 42°C असते). प्रयोगशाळेतील तापमापक प्रयोगशाळेत इतर वस्तूंचे तापमान मोजण्यासाठी वापरतात (त्याची व्याप्ती सामान्यतः -10°C ते 110°C असते).
2. वैद्यकीय तापमापकात पाऱ्याच्या फुग्याजवळ एक खाच (kink) असते, ज्यामुळे पारा आपोआप खाली येत नाही. प्रयोगशाळेतील तापमापकात अशी खाच नसते.
1. दोन्ही तापमापक तापमान मोजण्यासाठी वापरले जातात.
2. दोन्ही तापमापकांमध्ये पाऱ्याचा (mercury) वापर केलेला असतो.
3. दोन्ही तापमापक काचेच्या नळीसारखे असतात.
फरक:
1. वैद्यकीय तापमापक केवळ मानवी शरीराचे तापमान मोजण्यासाठी वापरतात (त्याची व्याप्ती 35°C ते 42°C असते). प्रयोगशाळेतील तापमापक प्रयोगशाळेत इतर वस्तूंचे तापमान मोजण्यासाठी वापरतात (त्याची व्याप्ती सामान्यतः -10°C ते 110°C असते).
2. वैद्यकीय तापमापकात पाऱ्याच्या फुग्याजवळ एक खाच (kink) असते, ज्यामुळे पारा आपोआप खाली येत नाही. प्रयोगशाळेतील तापमापकात अशी खाच नसते.
2. उष्णतेचे वाहक आणि रोधक यांची प्रत्येकी दोन उदाहरणे द्या.
उत्तर पहा
उष्णतेचे वाहक (Conductors): लोखंड, तांबे (किंवा अल्युमिनियम).
उष्णतेचे रोधक (Insulators): लाकूड, प्लास्टिक (किंवा हवा).
उष्णतेचे रोधक (Insulators): लाकूड, प्लास्टिक (किंवा हवा).
3. रिकाम्या जागा भरा.
(a) एखाद्या वस्तुची उष्णता ……….. वरुन निश्चित केली जाते.
(b) उकळत्या पाण्याचे तापमान ……….. तापमापकाने मोजणे शक्य नाही.
(c) तापमान हे डिग्री ……….. मध्ये मोजले जाते.
(d) उष्णता संक्रमणाच्या ……….. या प्रक्रियेत माध्यमाची आवश्यकता नाही.
(e) थंड चमचा गरम दुधाच्या कपमध्ये बुडविला. त्यांत उष्णता एका बाजूकडून दुसऱ्या बाजूकडे ……….. या क्रियेद्वारे होते.
(f) ……….. रंगाचे कपडे फिकट रंगाच्या कपड्यापेक्षा जास्त प्रमाणात उष्णता शोषून घेतात.
(b) उकळत्या पाण्याचे तापमान ……….. तापमापकाने मोजणे शक्य नाही.
(c) तापमान हे डिग्री ……….. मध्ये मोजले जाते.
(d) उष्णता संक्रमणाच्या ……….. या प्रक्रियेत माध्यमाची आवश्यकता नाही.
(e) थंड चमचा गरम दुधाच्या कपमध्ये बुडविला. त्यांत उष्णता एका बाजूकडून दुसऱ्या बाजूकडे ……….. या क्रियेद्वारे होते.
(f) ……….. रंगाचे कपडे फिकट रंगाच्या कपड्यापेक्षा जास्त प्रमाणात उष्णता शोषून घेतात.
उत्तर पहा
(a) एखाद्या वस्तुची उष्णता तापमानावरुन निश्चित केली जाते.
(b) उकळत्या पाण्याचे तापमान वैद्यकीय तापमापकाने मोजणे शक्य नाही.
(c) तापमान हे डिग्री सेल्सिअस (°C) मध्ये मोजले जाते.
(d) उष्णता संक्रमणाच्या उत्सर्जन (radiation) या प्रक्रियेत माध्यमाची आवश्यकता नाही.
(e) थंड चमचा गरम दुधाच्या कपमध्ये बुडविला. त्यांत उष्णता एका बाजूकडून दुसऱ्या बाजूकडे वहन (conduction) या क्रियेद्वारे होते.
(f) गडद (काळ्या) रंगाचे कपडे फिकट रंगाच्या कपड्यापेक्षा जास्त प्रमाणात उष्णता शोषून घेतात.
(b) उकळत्या पाण्याचे तापमान वैद्यकीय तापमापकाने मोजणे शक्य नाही.
(c) तापमान हे डिग्री सेल्सिअस (°C) मध्ये मोजले जाते.
(d) उष्णता संक्रमणाच्या उत्सर्जन (radiation) या प्रक्रियेत माध्यमाची आवश्यकता नाही.
(e) थंड चमचा गरम दुधाच्या कपमध्ये बुडविला. त्यांत उष्णता एका बाजूकडून दुसऱ्या बाजूकडे वहन (conduction) या क्रियेद्वारे होते.
(f) गडद (काळ्या) रंगाचे कपडे फिकट रंगाच्या कपड्यापेक्षा जास्त प्रमाणात उष्णता शोषून घेतात.
4. जोड्या जुळवा.
| (i) जमिनीवरील वारे वाहण्याचा काळ | (a) उन्हाळा |
| (ii) समुद्रावरील वारे वाहण्याचा काळ | (b) हिवाळा |
| (iii) गडद रंगाच्या कपड्यांना या कालावधीत पसंदी दिली जाते | (c) दिवस |
| (iv) फिकट रंगाच्या कपड्यांना या कालावधीत पसंती दिली जाते | (d) रात्र |
उत्तर पहा
बरोबर जोड्या:
| (i) जमिनीवरील वारे वाहण्याचा काळ | (d) रात्र |
| (ii) समुद्रावरील वारे वाहण्याचा काळ | (c) दिवस |
| (iii) गडद रंगाच्या कपड्यांना या कालावधीत पसंदी दिली जाते | (b) हिवाळा |
| (iv) फिकट रंगाच्या कपड्यांना या कालावधीत पसंती दिली जाते | (a) उन्हाळा |
5. हिवाळ्यात एकच परंतू जाड असलेले कपडे घालण्याऐवजी एकावर एक असे जास्त कपडे घातल्यास ऊब मिळते याचे कारण काय याची चर्चा करा.
उत्तर पहा
जेव्हा आपण एकावर एक असे जास्त कपडे घालतो, तेव्हा त्या दोन कपड्यांच्या थरांमध्ये हवा अडकून राहते. हवा ही उष्णतेची मंदवाहक (रोधक) आहे. त्यामुळे आपल्या शरीरातील उष्णता बाहेरच्या थंड वातावरणात जाऊ शकत नाही आणि आपल्याला जास्त ऊब मिळते. याउलट, एकाच जाड कपड्यात हवेचा थर नसतो, त्यामुळे तो तितकी ऊब देऊ शकत नाही.
6. चित्र 3.13 पहा. यात उष्णतेचे संक्रमण हे वहन, अभिसरण, उत्सर्जन या क्रियेद्वारे कोठे होते ते दर्शवा.
उत्तर पहा
१. वहन (Conduction): बर्नरच्या ज्योतीमुळे भांड्याचा तळ गरम होतो आणि उष्णता भांड्यात पसरते. धातूच्या भांड्यातील उष्णतेचे संक्रमण वहन क्रियेने होते.
२. अभिसरण (Convection): भांड्यातील पाणी गरम होताना तळाचे गरम पाणी वर येते आणि वरचे थंड पाणी खाली जाते. पाण्यातील हे उष्णतेचे संक्रमण अभिसरण क्रियेने होते.
३. उत्सर्जन (Radiation): बर्नरच्या ज्योतीपासून सभोवतालच्या हवेत जाणारी उष्णता (जिथे कोणताही थेट संपर्क नाही) ही उत्सर्जन क्रियेने पसरते.
२. अभिसरण (Convection): भांड्यातील पाणी गरम होताना तळाचे गरम पाणी वर येते आणि वरचे थंड पाणी खाली जाते. पाण्यातील हे उष्णतेचे संक्रमण अभिसरण क्रियेने होते.
३. उत्सर्जन (Radiation): बर्नरच्या ज्योतीपासून सभोवतालच्या हवेत जाणारी उष्णता (जिथे कोणताही थेट संपर्क नाही) ही उत्सर्जन क्रियेने पसरते.
7. उष्ण हवामानाच्या प्रदेशात घरांच्या भिंती बाहेरील बाजूने पांढऱ्या रंगाने रंगविण्याचा सल्ला देतात. कारण स्पष्ट करा.
उत्तर पहा
पांढरा रंग किंवा फिकट रंग हे उष्णतेचे उत्तम परावर्तक (reflectors) असतात. ते सूर्यप्रकाशातील जास्तीत जास्त उष्णता शोषून न घेता परत पाठवतात. त्यामुळे घराच्या भिंती जास्त तापत नाहीत आणि उन्हाळ्यातही घर आतून थंड राहते. म्हणूनच उष्ण हवामानाच्या प्रदेशात घरे बाहेरून पांढऱ्या रंगाने रंगविण्याचा सल्ला दिला जातो.
8. 30°C तापमान असलेले एक लीटर पाणी 50°C तापमान असलेल्या एक लीटर पाण्यात मिसळले तर त्या मिश्रणाचे तापमान –
- (i) 80°C
- (ii) 50°C पेक्षा जास्त आणि 80°C पेक्षा कमी
- (iii) 20°C
- (iv) 30°C ते 50°C च्या मध्ये
उत्तर पहा
योग्य उत्तर: (iv) 30°C ते 50°C च्या मध्ये.
(कारण उष्णता गरम पाण्याकडून थंड पाण्याकडे वाहते, त्यामुळे गरम पाण्याचे तापमान कमी होते व थंड पाण्याचे तापमान वाढते.)
(कारण उष्णता गरम पाण्याकडून थंड पाण्याकडे वाहते, त्यामुळे गरम पाण्याचे तापमान कमी होते व थंड पाण्याचे तापमान वाढते.)
9. एका भांड्यांत 40°C तापमान असलेले पाणी आहे. त्यात 40°C तापमान असलेला एक लोखंडी गोळा घातला तर उष्णता –
- (a) लोखंडी गोळ्यातून पाण्यात जाईल.
- (b) लोखंडी गोळ्यातून पाण्यात जाणार नाही की पाण्यातून लोखंडी गोळ्याकडे.
- (c) पाण्यातून लोखंडी गोळ्याकडे जाईल.
- (d) दोन्हीचे तापमान वाढेल.
उत्तर पहा
योग्य उत्तर: (b) लोखंडी गोळ्यातून पाण्यात जाणार नाही की पाण्यातून लोखंडी गोळ्याकडे.
(कारण दोन्हीचे तापमान समान आहे, आणि उष्णतेचे संक्रमण फक्त तापमानात फरक असेल तरच होते.)
(कारण दोन्हीचे तापमान समान आहे, आणि उष्णतेचे संक्रमण फक्त तापमानात फरक असेल तरच होते.)
10. एक लाकडी चमचा आईस्क्रिममध्ये घातला तर त्याची दुसरी बाजू –
- (a) वहन क्रियेने थंड होईल
- (b) अभिसरण क्रियेने थंड होईल
- (c) उत्सर्जन क्रियेने थंड होईल
- (d) थंड होणार नाही
उत्तर पहा
योग्य उत्तर: (d) थंड होणार नाही.
(कारण लाकूड हे उष्णतेचे मंदवाहक (रोधक) आहे, त्यामुळे एका टोकापासून दुसऱ्या टोकापर्यंत थंडीचे वहन होणार नाही.)
(कारण लाकूड हे उष्णतेचे मंदवाहक (रोधक) आहे, त्यामुळे एका टोकापासून दुसऱ्या टोकापर्यंत थंडीचे वहन होणार नाही.)
11. स्टेनलेस स्टीलच्या (stainless steel) कढईला तांबे या धातूचा तळ बसवितात याला कारण –
- (a) तांब्याच्या तळामुळे कढईचा टिकावपण वाढतो.
- (b) अशा कढई आकर्षक दिसतात.
- (c) तांबे स्टेनलेस स्टीलपेक्षा उष्णतेचे चांगले सुवाहक आहे.
- (d) तांबे स्टेनलेस स्टीलपेक्षा स्वच्छ करण्यास सोपे आहे.
उत्तर पहा
योग्य उत्तर: (c) तांबे स्टेनलेस स्टीलपेक्षा उष्णतेचे चांगले सुवाहक आहे.
(तांबे हे उष्णतेचे उत्तम वाहक असल्याने अन्न लवकर शिजण्यास मदत होते.)
(तांबे हे उष्णतेचे उत्तम वाहक असल्याने अन्न लवकर शिजण्यास मदत होते.)
