තාප රසායනය (Thermo chemistry)

රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක දී හෝ භෞතික විපර්යාසයක දී සිදුවන තාප ශක්ති වෙනස්වීම් පිළිබ්ද අධ්‍යයනය තාප රසායනය යි.

ප්‍රතික්‍රියාවක දී ශක්ති විපර්යාසයත් සමග ම  උෂ්නත්ව වෙනසක් ද ඇති වේ. ඇතැම් ප්‍රතික්‍රියාවල දී උෂ්නත්වය ඉහළ යාමක් ද ඇතැම්විට උෂ්නත්වය පහත වැටීමක් ද සිදුවේ.

උෂ්නත්ව විපර්යාසයක් සිදුවන බව නිරීක්ෂණය කළ හැකි ප්‍රතික්‍රියා

1. අළුහුණු වලට ජලය එකතු කිරීම
2. ග්ලූකොස් ජලයේ දිය කිරීම

තාප රසායනයේ මූලික සංකල්ප

• තාපය   -   උෂ්නත්ව වෙනසක් හේතුවෙන් හටගන්නා ශක්ති ප්‍රවාහය

• කාර්යය -  යම් දිශාවක් ඔස්සේ වස්තුවක් චලනය කිරීම සදහා වෙනත් වස්තුවකින් සිදුවන ශක්ති සංක්‍රමණය    

• ශක්තිය -   බලයක් යෙදීම මගින් වස්තුවක් චලනය කිරීම වැනි කාර්යයක් කිරීමට ඇති හැකියාව   

• පද්ධතිය -  විශ්වයෙන් අධ්‍යයනය සදහා තෝරාගනු ලබන කොටස

• පරිසරය/වටපිටාව - අධ්‍යයනය සදහා තෝරා ගත් කොටස හැර විශ්වයේ සෙසු සියල්ල

• මායිම -  පද්ධතිය හා වටපිටාව වෙන් කෙරෙන පෘෂ්ඨය/ සීමාව

චලිතය පිළිබද නිව්ටන් නියම (Newton's laws of motion)

බාහිර බලයක් යෙදීම නිසා වස්තුවක ඇතිවන චලිත ස්වභාවය පිළිබද ව සර් අයිසැක් නිව්ටන් විසින් නියමයන් 3ක් ඉදිරිපත් කර ඇත.

නිව්ටන්ගේ පළමුවන නියමය

බාහිර බලයක් නොයෙදෙන තාක් කල් නිශ්චල වස්තු නිශ්චලතාවයෙහිම පවතින අතර චලනය වන වස්තු ඒකාකාර ප්‍රවේගයෙන් චලනය වේ. එම තත්ත්වය වෙනස්කළ හැක්කේ බාහිර බලයක් යෙදීමෙන් පමණි.

ගම්‍යතාවය

වස්තුවක ස්කන්ධයේත් ප්‍රවේගයේත් ගුණිතය ගම්‍යතාවය යි.

ගම්‍යතාවය ＝ ස්කන්ධය  ✖  ප්‍රවේගය

P            ＝         m         ✖      v

ගම්‍යතාවයේ ඒකක →     kgms⁻¹

ගම්‍යතාවය යනු දෙෙශික රාශියකි. එහි දිශාව වන්නේ ප්‍රවේගයේ දිශාව යි.

නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමය

වස්තුවකට යොදන බාහිර බලය, එහි ගම්‍යතාවය වෙනස්වීමේ ශීඝ්‍රතාවයට අනුලෝම ව සමානුපාතික වේ.

නිව්ටන්ගේ තුන්වන නියමය

සෑම ක්‍රියාවකටම ඊට විශාලත්වයෙන් සමාන වූ ද, දිශාවෙන් ප්‍රතිවිරුද්ධ වූ ද ප්‍රතික්‍රියාවක් ඇත.

බලය (Force)

බලය යනු:

නිශ්චල වස්තුවක් චලනය කිරීමට හෝ චලනයවන වස්තුවක චලිත ස්වභාවය වෙනස් කිරීමට හේතුවන්නා වූ බාහිර බලපෑම යි.

බලයක් පූර්ණ වශයෙන් විස්තර කිරීමට අවශ්‍ය වන සාධක 3කි.

1. බලයේ විශාලත්වය
2. බලයේ දිශාව
3. බලයේ ක්‍රියා ලක්ෂ්‍යය

බලයට නියමිත විශාලත්වයක් හා නියමිත දිශාවක් පවතින බැවින් එය දෙෙශික රාශියක් වේ.

බලයක විශාලත්වය මනින සම්මත ඒකකය නිව්ටන් (N) වේ.

පරිමාණයට අදිනු ලබන සරල රේඛාවක් මගින් බලයක් රූපසටහනක නිරූපනය කරයි.

උදා:- 

•  x ලක්ෂ්‍යය මත නැගෙනහිර දිශාවට 20N ක බලයක් ක්‍රියාත්මකවීම නිරූපනය කිරීම

පරිමාණය 1cm ＝ 5N

මෙහි xy දිගෙන් බලයේ විශාලත්වය ද ඊ හිසෙන් බලය ක්‍රියාකරන දිශාව ද නිරූපනය කරයි. x බලයේ ක්‍රියා ලක්ෂ්‍යය යි.

• මේසයක් මත තබා ඇති ලී කුට්ටියක් මත 10N ක බලයක් ක්‍රියාත්මක වේ.

මෙහි ලී කුට්ටිය මත ක්‍රියාත්මකවන බලයේ විශාලත්වය 10N ක් වන අතර එහි දිශාව ඊතලයෙන් නිරූපනය වේ. බලයේ ක්‍රියා ලක්ෂ්‍යය A  වන අතර බලයේ ක්‍රියා රේඛාව තිත් රේඛාවෙන් දැක් වේ.

නිව්ටන් නියම : https://sftadvancedlevel.blogspot.com/2019/08/blog-post_13.html

තාප සංක්‍රාමණ ක්‍රම 3 (Heat Transfer)

තාප විකිරණය (Thermal Radiation)

විද්‍යුත් චුම්බක ශක්ති ස්වරූපයෙන් තාපය ගමන් කිරීම විකිරණය යි.

විකිරණය සදහා අංශුවල සහභාගිත්වයක් නොමැත. එම නිසා විකිරණයේ දී තාපය ගමන් කිරීමට මාධ්‍යයක් අවශ්‍ය නොවේ.

figure 1: පෘථිවිය කරා සූර්යයාගෙන් තාපය සංක්‍රාමණය වීම.

figure 2: ගිනිගොඩක් අසළ සිටින විට අපට එහි උණුසුම දැනීම

තාප විකිරණය වීමේ ශීඝ්‍රතාවය කෙරෙහි බලපාන සාධක

1. පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය
2. පෘෂ්ඨයේ ස්වභාවය(රළු/සිනිදු/වර්ණය )
3. වස්තුවේ උෂ්නත්වය/ නිරපේක්ෂ උෂ්නත්වය

තාප සංක්‍රාමණ ක්‍රම 1(Heat transfer)

තාප සoක්‍රාමණ ක්‍රම 3 කි.

1. තාප සන්නයනය (Thermal Conduction)
2. තාප සංවහනය (Convection)
3. තාප විකිරණය (Thermal radiation)

තාප සන්නයනය (Thermal Conduction)

ඝන ද්‍රව්‍ය තුළ තාපය ගලායන එකම ක්‍රමය සන්නයනය යි. මේ සදහා තාපය ගලායන අන්ත දෙකේ උෂ්නත්ව වෙනසක් තිබිය යුතු වේ.

ඝන ද්‍රව්‍ය තුළ අංශු ඉතා ලගින් ඇසිරි තදින් බැදී පවතී.ඝන වස්තුවක එක් කෙළවරකට තාප ශක්තිය ලබා දුන් විට එම ස්ථානයේ පවතින අංශු චාලක ශක්තිය ලබාගෙන ඊට යාබද අංශුවල ගැටේ. එම අංශු චාලක ශක්තිය ලබාගනී. මෙලෙස චාලක ශක්තිය වැඩිවන අංශු අනුයාත අංශු සමග ගැටෙමින් ශක්තිය රැගෙන යයි.

අංශු ගමන් කිරීමකින් තොරව එක් අංශුවකින් යාබද අංශුවට වන පරිදි තාපය ගලායාම සන්නයනය යි.

ද්‍රව හා වායූන්ගේ ද සුළු ප්‍රතිශතයකින් සන්නයනය සිදු වේ.

සන්නයනය සදහා අංශූන් අත්‍යාවශ්‍ය බැවින් මේ සදහා මාධ්‍යයක් අවශ්‍යය වේ.


තාප සංක්‍රාමණ ක්‍රම 2  https://sftadvancedlevel.blogspot.com/2019/08/blog-post_10.html

තාප සංක්‍රාමණ ක්‍රම 2 (Heat transfer)

තාප සංවහනය (Convection)

රත් වු අංශු එක් ස්ථානයක සිට තවත් ස්ථානයකට ගමන් කිරීම මගින් තාපය ප්‍රචාරණයවීම සංවහනය යි.
සංවහනය සිදුවීමට තරලමය මාධHයක් තිබිය යුතු ය. එනම් ද්‍රව හා වායු තුළ පමණක් සංවහනය සිදු වේ.

සංවහනය සිදුවන ආකාර 2 කි.

1. ස්වභාවික සංවහනය
2. කෘත සංවහනය

ස්වභාවික සංවහනය

තරලයේ කිසිදු බාහිර කැළඹවීමකින් තොරව එය වටා ස්වභාවික සංවහන ධාරා ඇතිවීමෙන් තාපය ප්‍රචාරණයවීම 

figure 1 : ගිනිමැලයක් අවට උණුසුම පැතිරීම

figure 1: මුහුදු සුළo හා ගොඩ සුළo ඇතිවීම

කෘත සංවහනය

තරලය කෘතිමව කැළඹවීමෙන් ඇතිවන අංශුන්ගේ චලිතය නිසා තාපය ප්‍රචාරණය වීම

figure 3: දහඩිය දමන අවස්ථාවක දී සිරුර ඉක්මණින් සිසිල් කර ගැනීමට විදුලි පංකාවක් යොදාගැනීම

සංවහනය කෙරෙහි බලපාන සාධක

1. පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය
2. පෘෂ්ඨ ස්වභාවය(රළු/සිනිදු බව )
3. ගලායන තරල ප්‍රවාහයේ ශීඝ්‍රතාව(ස්වභාවික සංවහනය/කෘත සංවහනය )
4. පරිසරය හා වස්තුවේ උෂ්නත්වය අතර වෙනස(අමතර උෂ්නත්වය ) 

තාප සංක්‍රාමණ ක්‍රම 3  https://sftadvancedlevel.blogspot.com/2019/08/o-3.html

පයිතගරස් සම්බන්ධය (Pythagoras Theorem)

පයිතගරස් සම්බන්ධතාවය (Pythagoras Theorem)

   

සෘජුකෝණික ත්‍රිකෝණයක කර්ණය මත ඇදි සමචතුරස්‍රයේ වර්ගඵලය ඉතිරි පාද දෙක මත ඇදි සමචතුරස්‍රවල වර්ගඵලයන්ගේ එකතුවට සමානවේ. 

පයිතගරස් ත්‍රික 

පයිතගරස් ප්‍රමේයය පිළිපදින සෘජුකෝණික ත්‍රිකෝණයක පාද තුනක දිගවල් පයිතගරස් ත්‍රිකයක් ලෙස හදුන්වයි.

 උදා: - 3,4,5         

           6,8,10

           9,12,15

1. {5,12,13} යන සxඛHd පයිතගරස් ත්‍රිකයක් බව පෙන්වන්න.

විශාලම  සxඛHdවේ වර්ගය, 13²＝ 169
             5²+ 12² ＝ 25 + 144＝ 169
       ∴     5²+ 12² ＝ 13²
එමනිසා {5,12,13} යන සxඛHd පයිතගරස් ත්‍රිකයක් වේ.

පයිතගරස් සම්බන්ධතාවයේ විලෝමය

c² ＝ a² + b² වේ නම්  C∡ ＝ 90० වේ.

ත්‍රිකෝණයක පාදවල දිග පයිතගරස් ත්‍රිකයක් ලබාදෙයි නම් එම ත්‍රිකෝණය සෘජුකෝණික ත්‍රිකෝණයක් වේ.

පරිමාව (Volume)

ඝන වස්තුවල පරිමාව (Volume)

පරිමාව＝හරස්කඩ වර්ගඵලය x උස
V ＝ A✖ H

ඝනකය

පරිමාව＝(ඝනකයේ එක් පැත්තක දිග)³

           ＝හරස්කඩ වර්ගඵලය x උස

           ＝ a²✖ a＝a³

ඝනකාභය

පරිමාව＝ හරස්කඩ වර්ගඵලය x උස

           ＝ සෘජුකෝණාස්‍රාකාර මුහුණතේ වර්ගඵලය✕ උස

           ＝  දිග✖පළල✖   උස

           ＝ l✕b✕h

සිලින්ඩරය

පරිමාව＝ හරස්කඩ වර්ගඵලය x උස

           ＝ වෘත්තාකාර මුහුණතේ වර්ගඵලය✕ උස

           ＝ 𝝅r²✕ h

හරස්කඩ ත්‍රිකොණාකාර ප්‍රිස්මය

පරිමාව＝ හරස්කඩ වර්ගඵලය x උස (දිග)

           ＝ ත්‍රිකෝණාකාර මුහුණතේ වර්ගඵලය✕ උස

           ＝ ½✖b✖h✖ l

ගෝලය

පරිමාව＝ 4/3 ✕𝝅r³

ආධාරකය සමචතුරස්‍රාකාර පිරමීඩය

පරිමාව ＝ ⅓✕ ආධාරකයේ වර්ගඵලය✕ ලම්භ උස

            ＝ ⅓✕ (a²)✕ h

කේතුව

පරිමාව ＝ ⅓✕ ආධාරකයේ වර්ගඵලය✕ ලම්භ උස

            ＝ ⅓✕ 𝝅r²✕ h