ऊष्मा एवं ऊष्मा गतिकी भाग-II

साफ मेघरहित रातें: जब आकाश साफ होता है, तो पृथ्वी द्वारा उत्सर्जित यह ऊष्मा सीधे अंतरिक्ष में चली जाती है, जिससे पृथ्वी की सतह और निचला वायुमंडल तेजी से ठंडा हो जाता है।

मेघाछन्न रातें (बादलों वाली रातें): बादल जलवाष्प और जल कणिकाओं से बने होते हैं। ये बादल पृथ्वी द्वारा उत्सर्जित अवरक्त विकिरण को अवशोषित (absorb) करते हैं और फिर इसे वापस पृथ्वी की ओर परावर्तित (reflect back) करते हैं। यह एक कंबल की तरह कार्य करता है, जो ऊष्मा को अंतरिक्ष में भागने से रोकता है और उसे वायुमंडल में फंसा लेता है, जिससे रातें अपेक्षाकृत गर्म महसूस होती हैं। यह "ग्रीनहाउस प्रभाव" के समान है।

साफ मेघरहित रातें: जब आकाश साफ होता है, तो पृथ्वी द्वारा उत्सर्जित यह ऊष्मा सीधे अंतरिक्ष में चली जाती है, जिससे पृथ्वी की सतह और निचला वायुमंडल तेजी से ठंडा हो जाता है।

मेघाछन्न रातें (बादलों वाली रातें): बादल जलवाष्प और जल कणिकाओं से बने होते हैं। ये बादल पृथ्वी द्वारा उत्सर्जित अवरक्त विकिरण को अवशोषित (absorb) करते हैं और फिर इसे वापस पृथ्वी की ओर परावर्तित (reflect back) करते हैं। यह एक कंबल की तरह कार्य करता है, जो ऊष्मा को अंतरिक्ष में भागने से रोकता है और उसे वायुमंडल में फंसा लेता है, जिससे रातें अपेक्षाकृत गर्म महसूस होती हैं। यह "ग्रीनहाउस प्रभाव" के समान है।

कथन (A) की जाँच: "ऊनी वस्त्र हमें गर्म रखते हैं।" सही है। ऊनी कपड़े सर्दियों में शरीर को गर्म रखने के लिए पहने जाते हैं।

कारण (R) की जाँच: "ऊनी रेशे (Woolen fibers) एक विशेष प्रकार के प्रोटीन के बने होते हैं, जो ऊष्मा के कुचालक होते हैं।" सही है। ऊन मुख्य रूप से प्रोटीन फाइबर (केराटिन) से बनी होती है। प्रोटीन वास्तव में ऊष्मा के अच्छे कुचालक होते हैं।

स्पष्टीकरण की जाँच:नहीं, यह सही स्पष्टीकरण नहीं है। जबकि ऊनी रेशे खुद ऊष्मा के कुचालक होते हैं, ऊनी वस्त्रों के गर्म रखने का मुख्य कारण केवल रेशों की प्रकृति नहीं है। ऊनी वस्त्रों की संरचना ऐसी होती है कि वे अपने रेशों के बीच बहुत अधिक हवा को फंसा लेते हैं (trap a lot of air)। फंसी हुई हवा ऊष्मा की बहुत खराब चालक होती है। यह फंसी हुई हवा शरीर से बाहर निकलने वाली ऊष्मा को बाहर जाने से रोकती है और बाहर की ठंडी हवा को अंदर आने से रोकती है। यह "इन्सुलेशन" का काम करती है।इसलिए, ऊनी रेशों की कुचालक प्रकृति एक कारक है, लेकिन मुख्य कारण उनके द्वारा फंसी हुई हवा है। कारण (R) इस प्राथमिक स्पष्टीकरण को नहीं देता है।

अतः, दोनों कथन सही हैं, लेकिन कारण कथन का सही स्पष्टीकरण नहीं है।

ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम (First Law of Thermodynamics): इसे ऊर्जा संरक्षण का नियम भी कहते हैं। यह कहता है कि ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है। यह ऊर्जा के कुल प्रवाह को नियंत्रित करता है।

ऊष्मागतिकी का द्वितीय नियम (Second Law of Thermodynamics): यह नियम एन्ट्रापी (entropy) में वृद्धि से संबंधित है। इसका एक महत्वपूर्ण परिणाम यह है कि जब ऊर्जा एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित होती है, तो कुछ ऊर्जा हमेशा अनुपयोगी ऊष्मा के रूप में बर्बाद हो जाती है (बढ़ती एन्ट्रापी के कारण)। यह ऊर्जा पूरी तरह से उपयोगी कार्य में परिवर्तित नहीं हो सकती।

पारिस्थितिकी तंत्र में ऊर्जा प्रवाह: पारिस्थितिकी तंत्र में, जब ऊर्जा एक पोषण स्तर (जैसे उत्पादक) से अगले पोषण स्तर (जैसे प्राथमिक उपभोक्ता) में स्थानांतरित होती है, तो ऊर्जा का केवल एक छोटा सा हिस्सा (लगभग 10%) ही अगले स्तर तक पहुंच पाता है। शेष ऊर्जा (लगभग 90%) जीव की चयापचय गतिविधियों (श्वसन, गति, आदि) और ऊष्मा के रूप में पर्यावरण में विसर्जित हो जाती है। यह ऊष्मा पर्यावरण में अव्यवस्थित हो जाती है और इसे पुनर्चक्रित नहीं किया जा सकता है।

यही कारण है कि उच्च पोषण स्तरों पर जाने से ऊर्जा की मात्रा कम होती जाती है, क्योंकि ऊर्जा के प्रत्येक स्थानांतरण पर उसका एक बड़ा हिस्सा ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाता है। यह द्वितीय नियम का सीधा अनुप्रयोग है।