बच्चों के लिए थर्मल डायनेमिक्स प्रयोग

ऊष्मीय गतिकी, जिसे ऊष्मप्रवैगिकी भी कहा जाता है, यह प्रक्रिया है कि कैसे एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में गर्मी स्थानांतरित की जाती है। ऊष्मा ऊर्जा का एक रूप है, जिसका अर्थ है कि ऊष्मा का स्थानांतरण वास्तव में ऊर्जा का स्थानांतरण है। इस कारण से, ऊष्मप्रवैगिकी का अध्ययन वास्तव में इस बात का अध्ययन है कि ऊर्जा प्रणालियों के अंदर और बाहर कैसे और क्यों चलती है। विभिन्न प्रकार के विभिन्न प्रयोग हैं जो बच्चों को उष्मागतिकी को समझाने में प्रभावी हो सकते हैं।

प्रयोग करने से पहले, बच्चों को सबसे पहले थर्मोडायनामिक्स के तीन नियमों को समझने की जरूरत है। ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम कहता है कि किसी सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में कोई भी परिवर्तन सिस्टम द्वारा किए गए कार्य को घटाकर सिस्टम के बराबर होता है। दूसरा नियम कहता है कि गर्मी को कभी भी ठंडे शरीर से गर्म शरीर में स्थानांतरित नहीं किया जा सकता है। ऊष्मप्रवैगिकी का तीसरा नियम एन्ट्रापी, या यादृच्छिकता की स्थिति को संदर्भित करता है, जिसमें एक प्रणाली, जैसे ही यह पूर्ण शून्य के तापमान तक पहुंचती है, अन्य आस-पास की प्रणालियों से ऊर्जा खींचने के लिए मजबूर होती है; हालांकि, चूंकि यह इन प्रणालियों से ऊर्जा खींचता है, यह कभी भी पूर्ण शून्य तक नहीं पहुंचेगा, जिससे थर्मोडायनामिक्स का तीसरा नियम एक भौतिक असंभवता बन जाएगा।

केल्विन किड्स क्लब वेबसाइट (zapatopi.net/kelvin/kidsclub) पर पाई जाने वाली रेसिपी का उपयोग करके, एक मजेदार और स्वादिष्ट, प्रयोग बच्चे कर सकते हैं, घर का बना आइसक्रीम बनाना। नुस्खा का पालन करके, बच्चों ने देखा होगा कि कैसे आइसक्रीम के मिश्रण में ऊष्मा ऊर्जा एक नमकीन घोल में प्रवाहित होती है, जो एक पर था नमक के कारण ठंडा तापमान, जो उसके तापमान को कम करने के लिए जोड़ा गया था, जब तक कि आइसक्रीम और नमकीन दोनों समान नहीं थे तापमान। गर्म शरीर की गर्मी ठंडे शरीर में स्थानांतरित हो जाती है जब तक कि दोनों समान तापमान नहीं बन जाते, इस प्रकार थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम का प्रदर्शन करते हैं।

इस प्रयोग में यह देखा गया है कि जब एक बर्फ का क्यूब उसमें रखा जाता है तो उबलते पानी का एक बर्तन अचानक उबलना क्यों बंद कर देता है। एक बर्तन में पानी को एक स्थिर उबाल आने तक गर्म करें, फिर बर्तन में कई बर्फ के टुकड़े रखें; पानी तुरंत उबलना बंद कर देगा। यह प्रयोग थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम को भी साबित करता है, यह दर्शाता है कि बर्नर से गर्मी हमेशा बर्तन में सबसे ठंडी वस्तु में प्रवाहित होगी, जो इस मामले में बर्फ है। इसलिए बर्नर से निकलने वाली गर्मी पानी को उबालना बंद कर देती है क्योंकि यह ठोस बर्फ को पिघलाने और पानी बनने का काम करता है।

ऊष्मप्रवैगिकी से जुड़े अधिक बाल-उपयुक्त प्रयोग पीटर बर्नहैम की पुस्तक "द साइंस ऑफ कुकिंग" में पाए जा सकते हैं। ब्रिटेन के ब्रिस्टल विश्वविद्यालय के प्रोफेसर बरनहम बताते हैं कि भोजन तैयार करने और खाना पकाने में थर्मोडायनामिक कैसे शामिल होता है सिद्धांतों। पुस्तक में, बरनहम खाद्य पदार्थों के रसायन विज्ञान में चर्चा करते हैं, यह चर्चा करते हुए कि यह किसी विशेष भोजन के स्वाद में कैसे योगदान देता है। बर्नहैम खाना पकाने में थर्मोडायनामिक्स की भूमिका की भी पड़ताल करता है, जिसमें अधिकांश अध्याय एक खाद्य-आधारित प्रयोग की विशेषता रखते हैं जिसे बच्चे कर सकते हैं।