මෙම පාඩම භෞතික විද්‍යාවේ ඉතා වැදගත් කොටසක් වන අතර, උෂ්ණත්වය, තාපය, පදාර්ථයේ අවස්ථා විපර්යාස සහ තාප සම්ප්‍රේෂණය වැනි මූලික සංකල්ප ආවරණය කරයි. ගණනය කිරීම් සහ ප්‍රායෝගික යෙදීම් පිළිබඳව විභාගයේදී බහුලව ප්‍රශ්න අසනු ලැබේ.

1. පාඩමේ සාරාංශය (කෙටි සටහන)

• උෂ්ණත්වය සහ තාපය:

1. උෂ්ණත්වය: වස්තුවක අණුවල මධ්‍යන්‍ය චාලක ශක්තියේ මිනුමකි. එනම්, වස්තුවක තාප මට්ටමයි. ඒකක: සෙල්සියස් (°C), කෙල්වින් (K).

2. තාපය: උෂ්ණත්ව වෙනසක් නිසා වැඩි උෂ්ණත්වයේ සිට අඩු උෂ්ණත්වය දක්වා ගලන ශක්ති විශේෂයකි. ඒකකය: ජූල් (J).

• තාප ධාරිතාව සහ විශිෂ්ට තාප ධාරිතාව:

1. විශිෂ්ට තාප ධාරිතාව (c): ද්‍රව්‍යයක ඒකක ස්කන්ධයක (1 kg) උෂ්ණත්වය ඒකකයකින් (1°C හෝ 1K) ඉහළ නැංවීමට අවශ්‍ය තාප ප්‍රමාණයයි.

2. තාප ප්‍රමාණය ගණනය කිරීම: Q = mcθ

• Q = තාප ප්‍රමාණය (J)

• m = ස්කන්ධය (kg)

• c = විශිෂ්ට තාප ධාරිතාව (J kg⁻¹ °C⁻¹)

• θ = උෂ්ණත්ව වෙනස (°C)

• අවස්ථා විපර්යාස සහ ගුප්ත තාපය:

1. අවස්ථා විපර්යාසය: පදාර්ථය ඝන, ද්‍රව, වායු යන අවස්ථා අතර මාරු වීම.

2. ගුප්ත තාපය: උෂ්ණත්වය වෙනස් නොවී, ද්‍රව්‍යයක ඒකක ස්කන්ධයක අවස්ථා විපර්යාසය සඳහා අවශෝෂණය කරන හෝ පිට කරන තාප ප්‍රමාණයයි.

• විලයනයේ ගුප්ත තාපය: ඝනයක් ද්‍රවයක් බවට පත්වීමේදී.

• වාෂ්පීභවනයේ ගුප්ත තාපය: ද්‍රවයක් වායුවක් බවට පත්වීමේදී.

• තාපජ ප්‍රසාරණය:

1. ද්‍රව්‍ය රත් කිරීමේදී ඒවායේ දිග, වර්ගඵලය හෝ පරිමාව වැඩි වීම. ඝන, ද්‍රව, වායු යන අවස්ථා තුනේදීම සිදු වේ. වායු වල ප්‍රසාරණය වඩාත් වැඩිය.

• තාප සම්ප්‍රේෂණ ක්‍රම:

1. සන්නයනය: අංශුවල කම්පනය මගින් තාපය ගමන් කිරීම (ප්‍රධාන වශයෙන් ඝන වල).

2. සංවහනය: අංශුවල චලනය වීම මගින් තාපය ගමන් කිරීම (ද්‍රව සහ වායු වල).

3. විකිරණය: විද්‍යුත් චුම්බක තරංග (අධෝරක්ත කිරණ) මගින් තාපය ගමන් කිරීම (මාධ්‍යයක් අනවශ්‍යයි).

2. විභාගයට වැදගත් කරුණු

1. උෂ්ණත්වය vs තාපය: මේ දෙක අතර වෙනස පැහැදිලිව තේරුම් ගන්න. උෂ්ණත්වය මට්ටමක් වන අතර, තාපය යනු ගලන ශක්තියකි.

2. ගණනය කිරීම්: Q=mcθ සූත්‍රය භාවිතයෙන් තාප ප්‍රමාණය ගණනය කිරීමේ ගැටළු විසඳීමට හොඳින් පුහුණු වන්න. ඒකක (kg, J, °C) නිවැරදිව යෙදීම වැදගත්.

3. ජලයේ තාපන වක්‍රය: අයිස් දියවීම (0°C), ජලය රත්වීම, ජලය නැටීම (100°C) සහ හුමාලය රත්වීම යන අවස්ථා පෙන්වන උෂ්ණත්ව-කාල ප්‍රස්තාරය ඉතා වැදගත්. එහි තිරස් කොටස් ගුප්ත තාපය ද, ආනත කොටස් විශිෂ්ට තාප ධාරිතාව ද නිරූපණය කරන බව මතක තබා ගන්න.

4. තාප සම්ප්‍රේෂණ ක්‍රම: එක් එක් ක්‍රමයට අදාළ ප්‍රායෝගික යෙදීම් (උදා: සංවහනය - මුහුදු සහ ගොඩබිම සුළං; සන්නයනය - ඉවුම් පිහුම් භාජන වල මිට ලී වලින් සෑදීම; විකිරණය - තාප පරිවාරක බඳුන) දැන සිටීම අත්‍යවශ්‍යයි.

5. ගුප්ත තාපයේ වැදගත්කම: 100°C හි ඇති ජලයට වඩා 100°C හි ඇති හුමාලයෙන් වන පිළිස්සීම බරපතල වීමට හේතුව (වාෂ්පීභවනයේ ගුප්ත තාපය) පැහැදිලි කිරීමට හැකි විය යුතුය.

3. මතක තබා ගැනීමේ උපක්‍රම (Tips & Tricks)

• තාප සම්ප්‍රේෂණය:

• සන්නයනය: "සම්බන්ධ වීමෙන්" තාපය ගමන් කිරීම.

• සංවහනය: "සංචරණයෙන්" (අංශු ගමන් කිරීමෙන්) තාපය ගමන් කිරීම.

• විකිරණය: "කිරණ" මගින් තාපය ගමන් කිරීම.

• තාපන වක්‍රය: ප්‍රස්තාරයේ තිරස් (flat) කොටස් වලදී උෂ්ණත්වය වෙනස් නොවේ - එනම් ගුප්ත තාපය අවශෝෂණය වේ. ආනත (sloped) කොටස් වලදී උෂ්ණත්වය වෙනස් වේ - එනම් විශිෂ්ට තාප ධාරිතාව ක්‍රියාත්මක වේ.

• සංවහනය: සරල නියමය: "උණුසුම් දේ ඉහළ යයි, සිසිල් දේ පහළ එයි."

4. විභාග ගැටළු සඳහා ඉඟි

• MCQ: උෂ්ණත්ව ඒකක පරිවර්තනය (C ↔ K), තාප සම්ප්‍රේෂණ ක්‍රම හඳුනාගැනීම, විවිධ ද්‍රව්‍යවල තාප ගුණ (සන්නායක/පරිවාරක), සහ අවස්ථා විපර්යාස පිළිබඳ මූලික කරුණු ඇසිය හැක.

• ව්‍යුහගත රචනා:

• Q=mcθ සූත්‍රය භාවිතයෙන් සරල ගණනය කිරීමේ ගැටළුවක්.

• මුහුදු සුළං සහ ගොඩබිම සුළං ඇතිවන ආකාරය සංවහනය ඇසුරින් පැහැදිලි කිරීමට පැවසීම.

• තාප පරිවාරක බඳුනක (Thermos flask) රූප සටහනක් දී, එහි එක් එක් කොටස තාප හානිය වළක්වන ආකාරය විමසීම.

• රචනා:

• "අයිස් කැබැල්ලක් රත් කර හුමාලය බවට පත් කිරීමේදී එහි උෂ්ණත්වය කාලයත් සමග විචලනය වන ආකාරය පෙන්වන ප්‍රස්තාරයක් ඇඳ, එහි එක් එක් කොටස විස්තර කරන්න. ගුප්ත තාපය සහ විශිෂ්ට තාප ධාරිතාව යන සංකල්ප මෙම ක්‍රියාවලියට අදාළ වන ආකාරය පැහැදිලි කරන්න."

• "තාපය සම්ප්‍රේෂණය වන ක්‍රම තුන උදාහරණ සහිතව පැහැදිලි කරන්න. කළු සහ දිලිසෙන පෘෂ්ඨ තාපය විකිරණය කිරීම සහ අවශෝෂණය කිරීම කෙරෙහි බලපාන ආකාරය විස්තර කරන්න."