ધાતુ અને લાકડાની ઉષ્મા વાહકતા

ધારો કે તમે કોઈક પ્રકારના રૂમમાં છો હું તમને એક નાનકડો પ્રયોગ કરવા માટે પ્રોત્સાહિત કરું છું તે રૂમનું અવલોકન કરો અને જુઓ કે રૂમમાં કોઈ પણ પદાર્થ લાકડાનો કાગળનો કે કાપડનો બનેલો છે ધરી લો કે તે થોડા સમય થી તે રૂમમાં જ છે તેથી તેનું તાપમાન રૂમના તાપમાન જેટલું જ હશે હવે રૂમમાં કોઈક એવો પદાર્થ શોધો જે ધાતુ માંથી બનેલો હોય અને તે પણ થોડા સમયથી રૂમમાં હોય તેની પાસે પોતાનો ઉર્જાનો કોઈ સ્ત્રોત નથી તેથી તમે કમ્પ્યુટરનો ઉપયોગ કરી શકો નહિ હવે તમે તે બંને પદાર્થને સ્પર્શ કરો તે બંને પદાર્થો થોડા સમયથી જ રૂમમાં છે તો પણ તમને ધાતુ વધારે ઠંડી લાગશે આ બંને પદાર્થો રૂમમાં જ છે તેથી તેમનું તાપમાન આસપાસના વાતાવરણના તાપમાં જેટલું હોવું જોઈએ ધારો કે રૂમનું તાપમાન 70 ડિગ્રી ફેરેનહિત છે અને આ ધાતુ ઠંડી લાગવાનું મુખ્ય કારણ એ છે કે આ વાતાવરણન તાપમાન એ તમારા શરીરના તાપમાન કરતા ઓછું હોય છે તમારા શરીરનું તાપમાન અંદાજે 98 .6 ડિગ્રી ફેરેનહિટ હોય છે અહીં આ તમારા શરીરનું તાપમાન છે તમારા શરીરનું તાપમાન તમારી ચામડીની સપાટીના તાપમાન આના કરતા થોડું અલગ હોઈ શકે પરંતુ આપણે ધારી લઈએ કે અંદાજે શરીરનું તાપમાન 98 .6 ડિગ્રી ફેરેનહિટ છે હવે આ ધાતુની સપાટી ખરેખર ઠંડી હોતી નથી લાકડાની સપાટી કરતા તેની પાસે ઓછી સરેરાશ ગતિ ઉર્જા હોતી નથી અહીં આ બંને પદાર્થો થોડા સમયથી રૂમમાં છે તેથી તે બંનેનું તાપમાન આસપાસના વાતાવરણ જેટલું એટલે કે 70 ડિગ્રી ફેરેનહિટ હશે તો અહીં શું થઇ રહ્યું છે તમારી ચામડીને તમારા મગજને આ ધાતુ ઠંડી કેમ લાગે છે અને તેનો સરળ જવાબ એ છે કે ત તમારા માંથી ઉષ્મા લઇ રહી છે હવે તે તમારા માંથી ઉષ્મા શા માટે લઇ રહી છે ધારો કે અહીં આ મારી ચામડીની સપાટી પરના પરમાણુઓ છે આ બધા મારી ચામડીની સપાટી પરના પરમાણુઓ છે કંઈક આ રીતે ધારો કે મારો હાથ સપાટીને આ રીતે સ્પર્શ કરી રહ્યો છે હવે આ બધા પરમાણુઓની પાસે શરેરાશ ગતિ ઉર્જા જશે જે 98 .6 ડિગ્રી ફેરેનહિટ તાપમાન સાથે સંબંધ ધરાવે માટે અહીં આ બધા જ આ પ્રમાણે આસપાસ અથડામણ અનુભવશે અને તેઓ આ પ્રમાણે આસપાસ કંપન કરશે તેઓ આ પ્રમાણે અથડામણ અનુભવે અને કંપન અનુભવે કદાચ મારી ચામડીની સપાટી પરના કાર્બનના પરમાણુઓ અથવા અન્ય પરમાણુઓ વચ્ચેનો સહસંયોજક બંધ તેમની સંપૂર્ણ પણે તૂટતાં અટકાવે પરંતુ તેઓ આસપાસ અથડામણ અનુભવે તેઓ એક બીજાને ધક્કો મારે અને તે કદાચ સ્થિત વિધુત બળ હોઈ શકે પરંતુ તે બધાની પાસે શરેરાશ ગતિ ઉર્જા હશે ધારો કે મારો હાથ એક જ સમયે આ બંને સપાટીઓ ને સ્પર્શ કરે છે મારી પાસે અહીં લાકડાની સપાટી છે અહીં આ લાકડાની સપાટી છે અને અહીં આ ધાતુની સપાટી છે અને આપણે હમણાં જ વાત કરી ગયા તે પ્રમાણે આ ધાતુની સપાટી ઠંડી લાગશે હું હાથનો બાકીનો ભાગ દોરું તે કંઈક આ પ્રમાણે આવશે આશા છે કે તમને સમજ પડી ગઈ હશે હવે અહીં શું થઇ રહ્યું છે આપણે માઇક્રોસ્કોપિક સ્તર પર વિચારીએ સૌ પ્રથમ અહીં આ લાકડાની સપાટી અનિયમિત હશે લાકડાના પરમાણુઓ કંઈક આ પ્રમાણે જોવા મળે તેમની વચ્ચે આ પ્રકારની જગ્યા જોવા મળે જેમાં હવા હોય છે કારણ કે લાકડાની સપાટી અનિયમિત હોય છે તેથી તેમની વચ્ચે આ પ્રકારની જગ્યા જોવા મળશે આપણે થોડું ઉપરની તરફ કરીએ તેવી જ રીતે લાકડાના પરમાણુઓની વચ્ચે પણ જગ્યા જોવા મળશે આ પ્રમાણે તેઓ કંઈક આ પ્રમાણે આવશે આ લાકડાની સપાટી છે હવે ધાતુની સપાટી ખુબ લીસી હોય છે અને તેની ઘનતા વધારે હોય છે ધાતુના પરમાણુઓ એક બીજાની ખુબ નજીક હોય છે તેમની સપાટી લીસી હોય છે તેમની ઘનતા વધારે હોય છે તેઓ આ પ્રમાણે એક બીજાની વધારે નજીક હોય છે તેના પરમાણુઓની વચ્ચે કોઈ જગ્યા હોતી નથી અને તેથી ત્યાં હવા હોતી નથી ધાતુની સપાટી લીસી હોય છે તો હવે શું થશે આપણે હંમેશા વાત કરીએ છીએ કે ઉષ્માનું વહન ઊંચા તાપમાન તરફથી નીચા તાપમાન તરફ થાય છે હવે અહીં લાકડાના પરમાણુઓની પાસે કેટલીક ગતિ ઉર્જા હશે જે 70 ડિગ્રી ફેરેનહિટના તાપમાન સાથે સુ સંગત હશે આ પરમાણુઓની પાસે કેટલીક ગતિ ઉર્જા જશે તેવી જ રીતે અહીં આ પરમાણુઓ પાસે તે જ સમાન સરેરાશ ગતિ ઉર્જા હશે તેઓ એક બીજાને ઘક્કો મારે એક બીજાની સાથે અથડાય અને તેઓની પાસે ગતિ ઉર્જા હશે પરંતુ મારો હાથ ગરમ છે મારા હાથ પાસે સરેરાશ ગતિ ઉર્જા વધારે છે માટે મારા હાથના અણુઓ અથવા પરમાણુઓ લાકડાના અણુઓ અને પરમાણુઓની સાથે અથડાય અને ગતિ ઉર્જાની આપ લે કરે પરંતુ હું અહીં લાકડા સાથે ઓછું સંપર્ક બનવું છું કારણ કે લાકડાની સપાટી લીસી હોતી નથી તે ખરબચડી હોય છે માટે કદાચ આ અણુ અહીં હોવાના કણ સાથે અથડાય આ લાકડાના પરમાણુ સાથે નહિ પરંતુ લાકડાના કેટલાક કણો મારી પાસેથી ગતિ ઉર્જા લેવાનું શરુ કરશે તેથી મને થોડો ઠંડકનો અનુભવ થશે ધારો કે આ અણુ મારી પાસેથી ગતિ ઉર્જા લેય છે અને પછી આની સાથે અથડાય છે આમ નીચેની તરફ ગતિ ઉર્જાની આપ લે થાય પરંતુ આ ધાતુની સરખામણીમાં લાકડામાં જે દરે ગતિ ઉર્જાની આપ લે થાય છે તે ઓછો હશે કારણ કે આ બધી જગ્યાઓને કારણે લાકડું અને મારા હાથની વચ્ચે ઓછો સંપર્ક છે મારી પાસે આ પ્રમાણે ખાલી જગ્યાઓ છે જ્યાં હવાના કણો છે અને લાકડાની ઘનતા ઓછી હોય છે માટે આ બધા અણુઓની વચ્ચે ઓછી અથડામણ થાય અને મારા હાથ માંથી ગતિ ઉર્જાને દૂર કરવા તેઓ વધારે સમય લેશે હવે અહીં ધાતુમાં આ અણુ કદાચ આની સાથે અથડાશે પછી આ આની સાથે અથડાય આ આની સાથે અથડાય અને આ આની સાથે અથડાય આમ ખુબ જ ઝડપથી નીચેની તરફ ગતિ ઉર્જાની આપ લે થાય અને તેથી તે મારા હાથ મારી ઘણી બધી ઉષ્માને લઇ લે કારણ કે અહીં આ અણુ મારા હાથ માના અણુ માંથી ગતિ ઉર્જાને લેય છે અને પછી તે તેના પાડોશી અણુઓ સાથે અથડાય છે આમ ગતિ ઉર્જાની આપણે ખુબ જ ઝડપથી થાય તેઓ ખુબ જ ઝડપથી ગતિ ઉર્જા ગુમાવે છે અને ફરીથી મારા હાથના બીજા કોઈ અણુ સાથે અથડાય છે અને તેમાંથી વધારે ગતિ ઉર્જા લેય છે આમ તેઓ મારા માંથી ખુબ જ ઝડપથી ઉષ્માનું શોષણ કરે માટે લાકડાની સરખામણીમાં ધાતુમાં ઉષ્મા વહન ખુબ જ ઝડપથી થાય હવે તમારા શરીર પરના સંધર્ભમાં અહીં આ ઉષ્માનું વહન ખુબ જ ઝડપથી થાય છે તેથી તમારું શરીર અહીં ઠંડી અનુભવે