नीचे चार स्थितियाँ दी गई हैं जिनमें कुछ ऊष्मा स्थानांतरण हो रहा है:

1. पानी से भरे गिलास में बर्फ पिघल रही है

2. एक खुले बर्तन में पानी उबल रहा है

3. एक धातु की छड़ को भट्टी में गर्म किया जा रहा है

4. एक कप कॉफी को मेज पर ठंडा होने दिया जाता है

उपरोक्त किस स्थिति में न्यूटन का शीतलन नियम लागू होता है?

सिद्धांत:

न्यूटन का शीतलन नियम

व्याख्या:

न्यूटन का शीतलन नियम कहता है कि किसी वस्तु के तापमान में परिवर्तन की दर वस्तु और उसके परिवेश के बीच तापमान के अंतर के समानुपाती होती है। यह नियम आमतौर पर उन स्थितियों पर लागू होता है जहाँ कोई वस्तु अपने परिवेश के साथ तापमान अंतर की उपस्थिति में ठंडी या गर्म हो रही होती है।

1. पानी से भरे गिलास में बर्फ पिघल रही है:
   • बर्फ का पिघलना अधिकतर प्रावस्था परिवर्तन और गुप्त ऊष्मा के अवशोषण से संबंधित है, न कि साधारण शीतलन या तापन से, और इस प्रकार न्यूटन का शीतलन नियम सीधे लागू नहीं होता है।
2. एक खुले बर्तन में पानी उबल रहा है:
   • पानी के उबलने में प्रावस्था परिवर्तन और वाष्पीकरण शामिल है, जिसमें गुप्त ऊष्मा का अवशोषण शामिल है और यह केवल एक साधारण शीतलन या तापन प्रक्रिया नहीं है। इस प्रकार, न्यूटन का शीतलन नियम सीधे लागू नहीं होता है।
3. एक धातु की छड़ को भट्टी में गर्म किया जा रहा है:
   • जबकि भट्टी में गर्म करने में ऊष्मा स्थानांतरण शामिल है, यह आमतौर पर उच्च तापमान पर किया जाता है और इसमें साधारण शीतलन या कमरे के तापमान पर गर्म करने से परे विभिन्न ऊष्मा स्थानांतरण तंत्र शामिल हो सकते हैं। इस प्रकार, न्यूटन का शीतलन नियम आमतौर पर यहां लागू नहीं होता है।
4. एक कप कॉफी को मेज पर ठंडा होने दिया जाता है:
   • यह स्थिति न्यूटन के शीतलन नियम का एक उत्कृष्ट उदाहरण है, जहाँ कॉफी आसपास की हवा में ऊष्मा स्थानांतरित करके ठंडी होती है। शीतलन की दर कॉफी और परिवेश के बीच तापमान अंतर के समानुपाती होती है।

इसलिए, वह स्थिति जहाँ न्यूटन का शीतलन नियम लागू होता है, है: (2) केवल 4।