ન્યૂટનનો શીતલનનો નિયમ જણાવો અને તેનું ગાણિતિક સમીકરણ તારવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ન્યૂટનના શીતલન નિયમ મુજબ,પદાર્થ દ્વારા ઉષ્મા ગુમાવવાનો દર,$-\frac{dQ}{dt}$,એ પદાર્થ અને તેના પર્યાવરણ વચ્ચેના તાપમાનના તફાવત $\Delta T = (T - T_s)$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે,જો આ તફાવત નાનો હોય.
ગાણિતિક રીતે,$-\frac{dQ}{dt} = k(T - T_s) \dots (1)$
જ્યાં $k$ એ પદાર્થની સપાટીના ક્ષેત્રફળ અને સ્વભાવ પર આધારિત ધન અચળાંક છે.
જો $m$ દળ અને $s$ વિશિષ્ટ ઉષ્માધારિતા ધરાવતો પદાર્થ $T$ તાપમાને હોય,તો તાપમાનમાં થતા નાના ફેરફાર $dT$ માટે ગુમાવેલી ઉષ્મા $dQ = ms dT$ થાય.
તેથી,ઉષ્મા ગુમાવવાનો દર $\frac{dQ}{dt} = ms \frac{dT}{dt} \dots (2)$ થાય.
સમીકરણ $(1)$ અને $(2)$ ને સરખાવતા:
$-ms \frac{dT}{dt} = k(T - T_s)$
$\frac{dT}{T - T_s} = -\frac{k}{ms} dt$
ધારો કે $K = \frac{k}{ms}$,તો $\frac{dT}{T - T_s} = -K dt$.
બંને બાજુ સંકલન કરતા:
$\int \frac{dT}{T - T_s} = -\int K dt$
$\ln(T - T_s) = -Kt + C$
$T - T_s = e^{-Kt + C} = C' e^{-Kt}$
$T(t) = T_s + C' e^{-Kt}$
આ સમીકરણ દર્શાવે છે કે પદાર્થનું તાપમાન કેવી રીતે ઘટીને પર્યાવરણના તાપમાન $T_s$ તરફ જાય છે.

Explore More

Similar Questions

એક પદાર્થ $5$ મિનિટમાં $80\,^{\circ} C$ થી $50\,^{\circ} C$ સુધી ઠંડો થાય છે. તે $60\,^{\circ} C$ થી $30\,^{\circ} C$ સુધી ઠંડો થવા માટે લાગતો સમય (મિનિટમાં) ગણો. આસપાસનું તાપમાન $20\,^{\circ} C$ છે.

એક બીકરમાં રહેલા પ્રવાહીનું તાપમાન સમય $t$ પર $\theta(t)$ છે અને $\theta_0$ એ આસપાસનું તાપમાન છે. ન્યૂટનના શીતલનના નિયમ મુજબ,$\log_e(\theta - \theta_0)$ અને $t$ વચ્ચેનો સાચો આલેખ કયો છે?

એક પદાર્થ $5 \text{ min}$ માં $70^{\circ} C$ થી $40^{\circ} C$ સુધી ઠંડો થાય છે. $60^{\circ} C$ થી $40^{\circ} C$ સુધી ઠંડો થવા માટે લાગતો સમય ગણો. આસપાસનું તાપમાન $20^{\circ} C$ છે. ($\text{ min}$ માં)

એક પદાર્થનું તાપમાન $10$ મિનિટમાં $50^oC$ થી ઘટીને $40^oC$ થાય છે. જો આસપાસનું તાપમાન $20^oC$ હોય,તો બીજી $10$ મિનિટ પછી પદાર્થનું તાપમાન ........ $^oC$ હશે.

Difficult
View Solution

ન્યૂટનના ઠારણના પ્રયોગમાં,બે સમાન કેલરીમીટરનો પાણીનો તુલ્યાંક દરેક $10 \ g$ છે. તેમાં અનુક્રમે $350 \ g$ પાણી અને $300 \ g$ પ્રવાહી (સમાન કદ) ભરવામાં આવે છે. પાણી અને પ્રવાહીને $70^{\circ}C$ થી $60^{\circ}C$ સુધી ઠંડુ થવા માટે લાગતો સમય અનુક્રમે $3 \ min$ અને $95 \ s$ છે. પ્રવાહીની વિશિષ્ટ ઉષ્મા ...... $Cal/g^{\circ}C$ હશે.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo