ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ಕೆಲ್ವಿನ್ ಉಷ್ಣತಾಮಾನ ಪದ್ಧತಿ

ವಿಕಿಸೋರ್ಸ್ದಿಂದ
Jump to navigation Jump to search
    ಮೂಲದೊಡನೆ ಪರಿಶೀಲಿಸಿ

ಕೆಲ್ವಿನ್ ಉಷ್ಣತಾಮಾನ ಪದ್ಧತಿ

ಸ್ಕಾಟ್ಲೆಂಡಿನ ಗಣಿತ ಹಾಗೂ ಭೌತವಿಜಾÐನಿ ಕೆಲ್ವಿನ್ (1824-1907) ರೂಪಿಸಿದ (1848) ಒಂದು ಉಷ್ಣತಾಮಾನ ಪದ್ಧತಿ. ಒಂದು ಅನಿಲದ ಘನಗಾತ್ರ, ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣತೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧ ಪಟ್ಟಂತೆ ಅಧ್ಯಯನಗಳನ್ನು ನಡೆಸುವಲ್ಲಿ ಈ ಉಷ್ಣತಾಮಾನಪದ್ಧತಿ ಅಕಸ್ಮಾತ್ತಾಗಿ ಒದಗಿಬರಲು ಅವಕಾಶವಾಯಿತು. ಇದರ ರಚನೆಗೆ ಪೋಷಕವಾಗುವ ಹಿನ್ನೆಲೆಯ ವಿವರವಿಷ್ಟು. ನಿಯುತಪರಿಮಾಣದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿರುವ ಒಂದು ಅನಿಲದ ಘನಗಾತ್ರ (v) ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವಂತೆ ಅದರ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು (ಣ) ಮಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತ ಹೋದಾಗಲೆಲ್ಲ ಆ ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡ (ಠಿ) ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗುವುದನ್ನೂ ಹಾಗೆಯೇ ನಿಯತ ಪರಿಮಾಣದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿರುವ ಒಂದು ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡ (ಠಿ) ಸ್ಥರವಾಗಿರುವಂತೆ ಅದರ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು (ಣ) ಮಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತ ಹೋದಾಗಲೆಲ್ಲ ಆ ಅನಿಲದ ಘನ ಗಾತ್ರ (v) ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗುವುದನ್ನೂ ಫ್ರೆಂಚ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಜೆ.ಎ.ಸಿ. ಚಾರಲ್ಸ್ (1746-1823) ತಾನು ಮಾಡುತ್ತದ್ದ ಅನಿಲದ ಮೇಲಣ ಪ್ರಯೋಗದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಿದ್ದ. ಇದನ್ನು ಒಂದು ನಿಯಮವಾಗಿ ರೂಪಿಸಿದ. ಪ್ರತಿ 1 ಸೆಂಟಿಗ್ರೇಡ್ ಉಷ್ಣತೆಯ ಕುಸಿತಕ್ಕೂ ಅನಿಲಗಳು ಅವು 00 ಸೆಂ.ಯಲ್ಲಿನ ಘನಗಾತ್ರದ 1/273 ರಷ್ಟನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬುದು ಚಾರಲ್ಸನ ನಿಯಮ. ಈ ನಿಯಮವನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟಪರಿಮಾಣದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಅನಿಲದ ಘನಗಾತ್ರ. ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣತೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ vt = vo 1+ t

              273

ಮತ್ತು p1 — po 1 + t

    273

ಎಂಬ ಸಮೀಕರಣಗಳು ಇವೆ. ಇಲ್ಲಿ vo ಮತ್ತು ಠಿo ಎಂಬುವು 00 ಸೆಂಟಿಗ್ರೇಡ್ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಅನಿಲದ ಘನಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡ. ಅನಿಲದ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಸೆಂಟಿಗ್ರೇಡ್ ಮಾನಕದಲ್ಲಿ ಬಳಸಿ, ಚಾರಲ್ಸ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ,-2730 ಸೆಂ.ನಲ್ಲಿ ಅನಿಲದ ಘನಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡಗಳು ಶೂನ್ಯವನ್ನೈದುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಕೆಲ್ಟಿನ್ ಗಮನಿಸಿದನಾದರೂ [ತನ್ನ ಪರಿಷ್ಕøತ ನಿಯಮದಲ್ಲಿ-2730 ಸೆಂ.ನಲ್ಲಿ ಅನಿಲಗಳ ಅಣುಗಳ ಚಲನಶಕ್ತಿ (ಘನಗಾತ್ರವಲ್ಲ) ಶೂನ್ಯವನ್ನೈದುತ್ತದೆ ಎಂದು ತಿಳಿಯಪಡಿಸಿದ] ಈ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ತಾತ್ತ್ವಿಕವಾಗಿ ಸೆಂಟಿಗ್ರೇಡ್ ಮಾನಕದಲ್ಲಿ ಒಂದು ನೈಜಶೂನ್ಯವೆಂದು ಕೆಲ್ಟಿನ್ ಪರಿಗಣಿಸಿದ. ಇದಕ್ಕೆ ನಿರಪೇಕ್ಷ ಶೂನ್ಯ (ಅಬ್ಲೊಲ್ಯೂಟ್ ಜೀರೊ) ಎಂಬ ಹೆಸರಿದೆ. ಇದನ್ನು ಉಷ್ಣತೆಯ ನಿರಪೇಕ್ಷ ಮಾನಕದ (ಆಬ್ಸೊಲ್ಯೂಟ್ ಸ್ಕೇಲ್) ಆರಂಭಬಿಂದುವನ್ನಾಗಿ ಇಟ್ಟುಕೊಂಡು ಅದನ್ನು 00ಂ ಅಥವಾ 00ಏ ಎಂಬುದಾಗಿ ಸೂಚಿಸುವುದು ರೂಢಿ. ಯಾವ ಒಂದು ಗೊತ್ತಾದ ವಸ್ತುವಿನ ಒಂದು ಲಕ್ಷಣದ ಮೇಲೂ ಈ ನಿರಪೇಕ್ಷಮಾನಕ ಆಧಾರಿತವಾಗಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ ಇದನ್ನು ಉಷ್ಣಗತಿಮಾನಕವೆಂದೂ ಕರೆಯುವುದಿದೆ. ನಿರಪೇಕ್ಷ ಶೂನ್ಯವನ್ನು ಆರಂಭ ಬಿಂದುವನ್ನಾಗಿಸಿಕೊಂಡು, ಮಾನಕವನ್ನು ರಚಿಸಿ, ಅದರಂತೆ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಒಂದು ಪದ್ಧತಿಗೆ ಸಲ್ಸಿಯಸ್ ಅಬ್ಸೊಲ್ಯೂಟ್ ಮಾನಕ ಪದ್ಧತಿ ಅಥವಾ ಕೆಲ್ವಿನ್ ಉಷ್ಣತಾಮಾನ ಪದ್ಧತಿ ಎಂದು ಹೆಸರಾಯಿತು.

ನಿರಪೇಕ್ಷಶೂನ್ಯ ಬಿಂದು (00ಏ) ಅಥವಾ-2730.16 ಸೆಂ. (ಆಧುನಿಕ ನಿಖರಬೆಲೆ) ಎಂಬುದು ತತ್ತ್ವಶಃ ಸಾಧ್ಯವಾದ ಒಂದು ಕನಿಷ್ಠ ಉಷ್ಣತೆಯ ಮಿತಿ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಆ ಮಿತಿಯನ್ನು ತಲಪುವುದು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಲ್ಲ. ಇದು ಕೆಲವು ಅನಿಲಗಳನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸಿ (ನೋಡಿ- ಅನಿಲ-ದ್ರವೀಕರಣ) ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಅವನ್ನು ಘನೀಭವಿಸುವಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದ ಒಂದು ಅಂಶ. ಆದರೂ ಗಾಳಿಯನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸುವಲ್ಲಿ-1840 ಸೆಂ. ತಲುಪಿರುವುದೂ-2690 ಸೆಂ.ವರೆಗೆ ಹೈಡ್ರೊಜನ್ ತನ್ನ ಘನಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಸಮಾನರೀತಯಲ್ಲಿ ಸಂಕೋಚಗೊಳ್ಳುವುದನ್ನೂ ದ್ರವ ಹೀಲಿಯಮನ್ನು ಬಾಷ್ಟೀಕರಿಸುವಲ್ಲಿ-1720 ಸೆಂ.ಅನ್ನು ಮುಟ್ಟಿರುವುದನ್ನೂ ಗಮನಿಸಿದಾಗ ನಿರಪೇಕ್ಷ ಶೂನ್ಯಬಿಂದು ಒಂದು ತಲುಪಲಾರದಂಥ ತತ್ತ್ವಸಾಧ್ಯ ಕನಿಷ್ಟಮಿತಿ ಎಂಬುದು ಗಮನಾರ್ಹ.

*