નિરપેક્ષ તાપમાન અને કેલ્વિન માપક્રમ

બધા જ સજીવો અને પદાર્થો તાપમાનનો ગુણધર્મ ધરાવે છે પદાર્થની ઠંડા પણાની કે ગરમ પણાની માત્રને તાપમાનમાં માપવામાં આવે છે પરંતુ જો તેની વજ્ઞાનિક વ્યાખ્યા જોઈએ તો તે તંત્રના કણોની સરેરાશ ગતિ ઉર્જાનું માપન છે ધારો કે મારી પાસે આ પ્રકારનું એક તંત્ર છે અને તેમાં આ પ્રકારે જુદા જુદા કણો આવેલા છે હવે આ બધા જ અણુઓ કોઈકને કોઈક દિશામાં ગતિ કરતા હોય છે ક્યાં તો તેઓ સીધી દિશામાં ગતિ કરે છે ક્યાં તો તેઓ વર્તુળઆકાર ગતિ કરે છે ક્યાં તો તેઓ વક્રાકાર ગતિ કરે છે આ બધા અણુઓ ગતિ કરતા હોય છે અને તેમની ગતિની ઉર્જાને ગતિ ઉર્જા એટલે કે કાઇનેટિક એનર્જી કહેવામાં આવે છે આમ તંત્રના બધા જ કણોની પાસે ગતિ ઉર્જા હોય છે અને જે કણો વધુ ઝડપથી ગતિ કરતા હોય તેમની ગતિ ઉર્જા વધારે હશે હવે જો તંત્રના બધા જ કણોની પાસે ગતિઉર્જા વધારે હોય તો એવું કહી શકાય કે તંત્રની કુલ ઉર્જા વધારે છે અને તેના કારણે તંત્રનું તાપમાન પણ વધારે હશે કારણ કે તાપમાન એતે બધા કણોની સરેરાશ ગતિ ઉર્જાનું માપન છે હવે જો આપણે તંત્રની આ ઉર્જાને જાણી લઈએ જે ફિઝિક્સ અને કેમેસ્ટ્રીમાં ખુબ જ ઉપયોગી થઇ શકે તો તે ઉર્જાનું માપન કરવા આપણે તાપમાનના જુદા જુદા માપક્રમ વિકસાવ્યા છે અને મૉટે ભાગે આ ટ્રોન માપક્રમ જોવા મળે છે કેલ્વિન માપક્રમ સેલ્સિયસ માપક્રમ એટલે કે સેલ્સિયસ સ્કેલ અને ફેરેનહિટ માપક્રમ અને હવે આ ત્રોણેય માપક્રમ માટે હું એક નાનું થર્મોમીટર દોરીશ આ કેલ્વિન માટેનું થર્મોમીટર છે કંઈક આ પ્રમાણે કેલ્વિન માપક્રમ માટેનું ત્યાર બાદ અહીં આ સેલ્સિયસ માપક્રમ માટેનું કંઈક આ પ્રમાણે અને આ ફેરેનહિટ માપક્રમ માટેનું કંઈક આ પ્રમાણે ત્રોણેય માપક્રમ માટે મેં એક નાનું થર્મોમીટર દોર્યું છે હવે ભૌતિક શાસ્ત્રમાં બે માપક્રમનો ઉપયોગ સૌથી વધારે થાય છે અને તે કેલ્વિન અને સેલ્સિયસ છે હવે આપણે આ માપક્રમની સરખામણી કંઈક આ પ્રમાણે કરીશું પાણીનું ગલન બિંદુ 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ છે પાણીનું ગલન બિંદુ 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ છે આમ આપણી પાસે 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ છે જે તાપમાને પાણીનું બરફમાં રૂપાંતર થાય છે અને તેવી જ રીતે પાણીનું ઉત્કલન બિંદુ 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ છે અહીં આ 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન જે તાપમાને પાણીનું વરાળમાં રૂપાંતર થાય છે અને હું અહીં h2o લખીશ H2O એટલે કે પાણી તેથી આપણે પાણીના ઉત્કલન બિંદુ અને ગલન બિંદુ વિશે વાત કરી રહયા છીએ તે વાતની તમને ખબર પાસે હવે જયારે આપણે કેલ્વિન માપક્રમનો ઉપયોગ કરીએ ત્યારે આપણે શોધ્યું કે પાણીનું ગલન બિંદુ 273.15 કેલ્વિન છે અને તેવી જ રીતે પાણીનું ઉત્કલન બિંદુ 373 .15 કેલ્વિન છે અહીં કેલ્વિન અને સેલ્સિયસના માપક્રમ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત 0 પોઇન્ટ છે પરંતુ બંને માપક્રમમાં પાણીનું ઉત્કલન બિંદુ અને પાણીના ગલન બિંદુ વચ્ચેનો તફાવત 100 છે અહીં આ બંને વચ્ચેનો તફાવત 100 એકમ છે આ બંને માપક્રમમાં .0 નો તફાવત હોવા છતાં તે બંને તાપમાન માપવા સમાન મૂલ્યનો જ ઉપયોગ કરે છે બંને માપક્રમને એક બીજામાં ફેરવતી વખતે આપણે માત્ર આ સંખ્યાઓમાં જ બદલાવ લાવવાની જરૂર છે તેથી કોઈ પણ પદાર્થનું તાપમાન કેલ્વિનમાં શોધવા તે પદાર્થનું તાપમાન સેલ્સિયસમાં લઈએ અને તેમાં 273 .15 ને ઉમેરીએ જો આપણે પાણીના ગલન બિંદુને કેલ્વિનમાં શોધવા માંગતા હોઈએ તો પાણીનું ગલન બિંદુ સેલ્સિયસમાં લઈએ જે 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ છે અને પછી તેમાં 273 .15 એકમને ઉમેરીએ જેથી આપણને 273 .15 કેલ્વિન મળશે હવે જો આપણે તાપમાન સેલ્સિયસમાં શોધવા માંગતા હોઈએ એટલે કે કેલ્વિનને સેલ્સિયસમાં ફેરવવા માંગતા હોઈએ તો સેલ્સિયસ બરાબર કેલ્વિનમાં તાપમાન લઈએ અને પછી તેમાંથી 273 .15 ને બાદ કરીએ જો આપણે પાણીના ઉત્કલ બિંદુનીવાત કરીએ તો 373 .15 કેલ્વિન માંથી 273 .15 કેલ્વિનને બાદ કરતા આપણને 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ મળે એક ઉદા કરીએ 300 કેલ્વિન તાપમાનને સેલ્સિયસમાં ફેરવીએ તેને કરવા 300 કેલ્વિન લઈએ અને પછી તેમાંથી 273 .15 ને બાદ કરીએ જેનાથી આપણને 26 .85 ડિગ્રી સેલ્સિયસ મળે આમ 300 કેલ્વિન અને 26 .85 સેલ્સિયસ એ સમાન બાબત છે હવે અહીં હું એક વાતને ઝડપથી સ્પષ્ટ કરવા મંગુ છુંકે આ ડિગ્રી સિમ્બોલનો ઉપયોગ હું ફક્ત સેલ્સિયસ સાથે કરું છું મારે તેનો ઉપયોગ કેલ્વિન સાથે કરવાની જરૂર નથી કારણ કે આપણે અહીં તેને ફક્ત કેલ્વિન જ કહીએ છીએ તેના માટે આપણને ફક્ત K ની જરૂર છે હવે સેલ્સિયસના માપક્રમને ફેરેનહિટના માપક્રમમાં ફેરવવું થોડું જટિલ છેહવે ફેરેનહિટ માપક્રમમાં પાણીનું ગલન બિંદુ 32 ડિગ્રી ફેરેનહિટ છે અને પાણીનું ઉત્કલન બિંદુ 212 ડિગ્રી ફેરેનહિટ છે માટે અહીં ઉત્કલન બિંદુ અને ગલન બિંદુ વચ્ચેનો તફાવત 180 ડિગ્રી એકમ થશે તેથી જયારે તેમનું રૂપાંતર કરીએ ત્યારે આપણે આ બંને બાબતોને ધ્યાનમાં રાખવી પડશે એક આ ડિગ્રીનું કદ કારણ કે અહીં તેમનું મૂલ્ય જુદું જુદું છે સેલ્સિયસમાં તેમની વચ્ચેનો તફાવત 100 ડિગ્રી છે અને ફેરેનહિટમાં તેમની વચ્ચેનો તફાવત 180 ડિગ્રી છે અને બીજી બાબત એ છે કે આપણે તેના 0 પોઇન્ટનું ધ્યાન રાખવું પડશે પાણીનું ગલન બિંદુ 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ છે અને ફેરેનહિટ માપક્રમમાં પાણીનું ગલન બિંદુ 32 ડિગ્રી ફેરેનહિટ છે હવે સૌ પ્રથમ આપણે અહીં એવું કહીએ કે 180 ડિગ્રી ફેરેનહિટ બરાબર લગભગ 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ થશે આપણે આ પ્રમાણે કહી શકીએ કારણ કે ઉર્જામાં થતા સમાન ફેરફારના સંધર્ભમાં આ તેમના મૂલ્ય છે માટે જો આપણે તેમનો ગુણોત્તર લઈએ તો 180 ના છેદમાં 100 = 9/5 મળે આમ ફેરેનહિટ અને સેલ્સિયસ વચ્ચેનો ગુણોત્તર 9 /5 છે હવે આપણે બે જુદા જુદા .0 વિશે વિચારીએ હવે અહીં આ બંને સમાન છે હવે અહીં 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ બરાબર 32 ડિગ્રી ફેરેનહિટ છે તેથી આપણે તાપમાનને સેલ્સિયસમાં લઈએ તો તેના બરાબર આપણને ફેરેનહિટમાં તાપમાન ઓછા 32 ડિગ્રી ફેરેનહિટ મળે અને આ સાચું છે કારણ કે 32 ડિગ્રી ફેરેનહિટ ઓછા 32 ડિગ્રી ફેરેનહિટ બરાબર 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ થાય હવે આપણે અહીં આ એકમ ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરીએ ડિગ્રી ફેરેનહિટને દૂર કરીએ તેથી જો આપણે અહીં 9 ડિગ્રી ફેરેનહિટને નીચે લખીએ અને 5 ડિગ્રી સેલ્સિયસને ઉપર લખીએ તો અહીંથી આ ફેરેનહિટ એકમ કેન્સલ થઇજશે અને આપણને ફક્ત સેલ્સિયસ એકમ મળશે માટે સેલ્સિયસમાં તાપમાન શોધવા આપણે ફેરેનહિટમાં તાપમાન લઈએ તેમાંથી 32ને બાદ કરીએ અને પછી તેને 5/9 વડે ગુણીએ હવે જો આપણે સેલ્સિયસમાં તાપમાન શોધવા માંગતા હોઈએ તો તે પણ શોધી શકાય આપણે અહીં ફેરેનહિટમાં તાપમાનને ઉકેલવાની જરૂર છે અને તેના માટે આપણે બંને બાજુ 5 /9 વડે ભાગીશુ અથવા તે 9 /5 વડે ગુણવાને સમાન છે અને પછી બંને બાજુ 32 ને ઉમેરીએ તો તેના બરાબર આપણને ફેરેનહિટમાં તાપમાન મળે આમ આપણે ફેરેનહિટ માંથી સેલ્સિયસમાં અને સેલ્સિયસમાંથી ફેરેનહિટમાં તાપમાનને ફેરવી શકીએ હવે આપણે અહીં એક ઉદા કરીએ સેલ્સિયસને ફેરેનહિટમાં ફેરવીએ -40ડિગ્રી સેલ્સિયસને ડિગ્રી ફેરેનહિટમાં અને જો આ પ્રમાણે તમે કરો તો તમે એવું જોશો કે કોઈ એક તાપમાને આ બંને માપક્રમ સમાન થાય છે TF બરાબર -40 ગુણ્યાં 9 /5 + 35 5 ગુણ્યાં -8 = -40 તેથી તેના બરાબર -72 + 32 તેના બરાબર -40 માટે ફેરેનહિટમાં તાપમાન બરાબર -40 ડિગ્રી ફેરેનહિટ થાય અને તેથી કહી શકાય કે -40 ડિગ્રી સેલ્સિયસ બરાબર -40 ડિગ્રી ફેરેનહિટ હવે બીજી અહીં એક બાબત નોંધીએ તો સેલ્સિયસ અને ફેરેનહિટ તાપમાન પાસે ધન અને ઋણ મૂલ્ય બંને હોય છે અહીં આ બંને માપક્રમ ધન અને ઋણ કિંમતો ધરાવે છે તેઓ બંને કિંમત ધરાવે છે તે બંનેનું મૂલ્ય -40 પણ હોઈ શકે અને આ જ કારણે તેઓ કેલ્વિન માપક્રમથી જુદા પડે છે કેલ્વિન માપક્રમ પાસે ફક્ત ધન કિંમતો જ હોય છે અને તેથી જ સૌથી ઠંડુ નિરપેક્ષ તાપમાન 0 કેલ્વિન છે આમ અહીં 0 કેલ્વિન એ નિરપેક્ષ 0 છે એપ્સિલ્યુટ 0 આ બિંદુ આગળ કોઈ પણ કણ પાસે ગતિ ઉર્જા હશે નહિ અને તેથી તેઓ ગતિ કરશે નહિ આપણે કહ્યું હતું કે તાપમાન એ ગતિઉર્જાનું માપન છે અને તેથી અહીં આ બિંદુ આગળ કોઈ પણ કણની ગતિ ઉર્જાની હશે નહિ અને તે સૌથી ઠંડુ તાપમાન છે આપણે 0 કેલ્વિનની નજીક પહોંચી શકીએ જેમ કે 0 કેલ્વિનનો દસ લાખમોં ભાગ પરંતુ આપણે 0 કેલ્વિન ક્યારેય મેળવી શકીએ નહિ કેલ્વિન માપક્રમ પાસે ફક્ત ધન કિંમતો જ હોય છે આપણે જુદા જુદા સૂત્રમાં તેનો ઉપયોગ ખુબ જ સરળતાથી કરી શકીએ અને તેથી જ તાપમાનનો Si એકમ કેલ્વિન છે હવે પછીના વિડિઓમાં હું તમને એ બતાવીશ કે -273 .15 કેલ્વિન આગળ નિરપેક્ષ 0 શા માટે મળે છે ભવિષ્યમાં ચાલ્સના નિયમ સાથે હું તેના વિશે વાત કરીશ.