प्राथमिक और माध्यमिक विद्यालय भौतिकी · Grades 1–9
2गरम और ठंडा
सूप से भाप उठती है, आइसक्रीम से दाँत टीसते हैं, और गरमियों में गाड़ी की सीट टाँगों को जला देती है। गरम और ठंडा हर जगह हैं। इस अध्याय में हम उनकी तुलना करना सीखेंगे, यह देखेंगे कि चीज़ों को गरम क्या करता है — और यह भी कि जब गरमी जीत जाती है तब बर्फ़ के टुकड़े का क्या होता है।
2.1 ज़्यादा गरम, ज़्यादा ठंडा
परिभाषा 2.1 (गरम और ठंडा)
गरम और ठंडा तुलना के शब्द हैं, बड़े और छोटे की तरह। सूप तुम्हारे हाथ के मुक़ाबले गरम है; बर्फ़ तुम्हारे हाथ के मुक़ाबले ठंडी है। दोनों के बीच शब्दों की एक पूरी सीढ़ी है: जमा देने वाला, ठंडा, शीतल, गुनगुना, गरम, तपता हुआ।
उदाहरण 2.2 (तीन पेय क्रम में)
मेज़ पर हैं: एक गरम चॉकलेट, नल के पानी का गिलास, और फ़्रिज से निकला संतरे के रस का गिलास। सबसे ठंडे से सबसे गरम तक: पहले रस, फिर नल का पानी, फिर गरम चॉकलेट। नल का पानी चॉकलेट के पास ठंडा है, पर रस के पास गरम — तुलना के शब्द हमेशा जोड़ी में ही काम करते हैं।
टिप्पणी 2.3 (स्पर्श धोखा खा सकता है)
पिछले अध्याय के तीन कटोरे याद करो: वही गुनगुना पानी एक हाथ को गरम और दूसरे को ठंडा लगा था। और धातु का चम्मच तथा लकड़ी का चम्मच छूकर देखो, जिन्होंने पूरी रात एक ही रसोई में बिताई हो: धातु वाला ज़्यादा ठंडा लगता है, जबकि रसोई में कोई चीज़ किसी दूसरी से ठंडी नहीं है। स्पर्श मददगार पहरेदार है, पर निष्पक्ष जज नहीं — जल्दी ही हमें ऐसा उपकरण चाहिए होगा जिसे धोखा न दिया जा सके: तापमापी, जो आगे के किसी अध्याय में आएगा।
विधि 2.4 (गरम-ठंडे की निष्पक्ष तुलना)
दो कटोरों में से कौन-सा पानी ज़्यादा गरम है, यह तय करने के लिए:
- दोनों के लिए एक ही हाथ काम में लो — दो हाथ अलग-अलग बात कह सकते हैं;
- पहले एक को छुओ, फिर तुरंत दूसरे को — रुकने से चीज़ें बदल जाती हैं;
- और पक्का करने के लिए किसी साथी से भी करवाओ, पर अपना उत्तर पहले मत बताओ।
अगर तुम्हारा और साथी का उत्तर मिल जाए, तो प्रेक्षण पक्का है।
2.2 चीज़ों को गरम क्या करता है
उदाहरण 2.5 (गरम करने वाले)
कुछ चीज़ें अपने पास की हर चीज़ को गरम कर देती हैं: सूर्य बाग़ की बेंच को गरम करता है, लौ कड़ाही को, रेडिएटर कमरे को, और तुम्हारा अपना शरीर कंबल को। रगड़ने से भी गरमी आती है: दोनों हथेलियाँ जोड़कर तक गिनते हुए तेज़ी से रगड़ो — उन्हें गरम होते हुए महसूस करो।
उदाहरण 2.6 (इसे करके देखो: धूप और छाया)
किसी धूप वाले दिन एक हाथ दीवार के धूप वाले हिस्से पर रखो और दूसरा उसी दीवार के छाया वाले हिस्से पर। वही दीवार, वही दिन — फिर भी धूप वाला हिस्सा साफ़ तौर पर ज़्यादा गरम है। बाहर की हर चीज़ को गरम करने वाला सबसे बड़ा स्रोत सूर्य है; जल्दी ही उसे अपना पूरा एक अध्याय मिलेगा।
टिप्पणी 2.7 (कोट गरमी बनाता नहीं)
कोट तुम्हें उस तरह गरम नहीं करता जैसे रेडिएटर करता है। गरमी तुम्हारा शरीर बनाता है; कोट सिर्फ़ उस गरमी को बाहर निकलने से रोकता है, जैसे सूप पर ढक्कन। इसीलिए कुर्सी पर अकेला पड़ा कोट अंदर से ठंडा रहता है — उसमें गरमी बनाने वाला कुछ है ही नहीं जिसे वह रोके।
2.3 जब गरमी जीतती है: बर्फ़ का पिघलना
उदाहरण 2.8 (बर्फ़ के एक टुकड़े की कहानी)
रसोई में एक प्लेट पर बर्फ़ का टुकड़ा रखो। वह कठोर और ठंडा है। कमरे की गरम हवा उसे थोड़ा-थोड़ा गरम करती है: टुकड़ा छोटा होता जाता है, उसके चारों ओर पानी फैलता जाता है, और कुछ देर बाद सिर्फ़ पानी बचता है। कमरे की गरमी ने कठोर बर्फ़ को द्रव पानी में बदल दिया — हम कहते हैं कि बर्फ़ पिघल गई।
उदाहरण 2.9 (ठंड भी जीत सकती है)
फ़्रीज़र उलटा काम करता है: शाम को पानी का एक छोटा कप उसमें रख दो, और सुबह वह पत्थर जैसा कठोर मिलेगा — बर्फ़। गरमी बर्फ़ को पिघलाकर पानी बनाती है; तेज़ ठंड पानी को फिर से बर्फ़ बना देती है। पानी पूरी पुस्तक में इसी तरह आगे-पीछे बदलता रहेगा।
2.4 अभ्यास
अभ्यास 2.1 ★
सबसे ठंडे से सबसे गरम तक क्रम में लगाओ: नहाने का पानी; बर्फ़ का एक टुकड़ा; पतीले से अभी-अभी निकला सूप; तुम्हारे कमरे की हवा।
हल
हल — अभ्यास 2.1.
बर्फ़ का टुकड़ा, फिर कमरे की हवा, फिर नहाने का पानी, और अंत में पतीले से अभी-अभी निकला सूप।
अभ्यास 2.2 ★
तुलना का शब्द ढूँढ़ो: नल का पानी गरम चॉकलेट के मुक़ाबले … है, पर फ़्रिज से निकले संतरे के रस के मुक़ाबले … है।
हल
हल — अभ्यास 2.2.
नल का पानी गरम चॉकलेट के मुक़ाबले ठंडा (या ज़्यादा ठंडा) है, पर रस के मुक़ाबले गरम (या ज़्यादा गरम)।
अभ्यास 2.3 ★
ऐसी चार चीज़ों के नाम लिखो जो अपने पास की चीज़ों को गरम करती हैं। उनमें से कौन पूरे बाग़ को गरम करती है?
हल
हल — अभ्यास 2.3.
जैसे: सूर्य, लौ, रेडिएटर, और तुम्हारा अपना शरीर (या रगड़ते हुए हाथ)। पूरे बाग़ को सूर्य गरम करता है।
अभ्यास 2.4 ★
तक गिनते हुए दोनों हथेलियाँ तेज़ी से रगड़ो, फिर उन्हें गाल से लगाओ। क्या महसूस होता है? रगड़ने ने क्या किया?
हल
हल — अभ्यास 2.4.
गाल पर हथेलियाँ गरम लगती हैं: रगड़ ने उन्हें गरम कर दिया।
अभ्यास 2.5 ★
बर्फ़ के दो टुकड़े एक साथ फ़्रीज़र से निकलते हैं। एक धूप में रखी प्लेट पर जाता है, दूसरा छाया में रखी प्लेट पर। कौन-सा पहले पिघलेगा, और क्यों?
हल
हल — अभ्यास 2.5.
धूप वाला टुकड़ा पहले पिघलता है: सूर्य उसे गरम करता है, और बर्फ़ को पिघलाती गरमी ही है। छाया वाले को कम गरमी मिलती है, इसलिए वह ज़्यादा देर टिकता है।
अभ्यास 2.6 ★
बर्फ़ का टुकड़ा पिघलने के बाद प्लेट पर जो पानी बचता है, वह क्या है? कठोर बर्फ़ कहाँ चली गई?
हल
हल — अभ्यास 2.6.
प्लेट पर बचा पानी वही पानी है जो पहले बर्फ़ का टुकड़ा था। कठोर बर्फ़ ग़ायब नहीं हुई; कमरे की गरमी ने उसे पिघलाकर द्रव पानी बना दिया।
अभ्यास 2.7 ★
धातु की एक फिसलपट्टी और लकड़ी की एक बेंच पूरी सुबह छाया में रहीं। टॉम दोनों को छूकर कहता है कि फिसलपट्टी ज़्यादा ठंडी है। टिप्पणी 2.3 की मदद से समझाओ कि असल में हो क्या रहा है।
हल
हल — अभ्यास 2.7.
पूरी सुबह एक ही छाया में रहने के बाद फिसलपट्टी और बेंच बराबर ठंडी हैं। धातु हाथ को सिर्फ़ ज़्यादा ठंडी लगती है — स्पर्श निष्पक्ष जज नहीं है, जैसा धातु और लकड़ी के चम्मचों ने दिखाया था।
अभ्यास 2.8 ★
विधि 2.4 की मदद से बताओ कि दो कटोरों में से किसका पानी ज़्यादा गरम है, यह कैसे पता करोगे। दोनों के लिए एक ही हाथ क्यों काम में लेना चाहिए?
हल
हल — अभ्यास 2.8.
पहले एक कटोरा छुओ, फिर तुरंत दूसरा, और दोनों बार एक ही हाथ से; फिर किसी साथी से भी करवाओ, पर उसे अपना उत्तर सुनने मत दो। एक ही हाथ इसलिए ज़रूरी है क्योंकि तीन कटोरों वाले धोखे ने दिखाया था कि एक ही पानी के बारे में दो हाथ अलग-अलग बात कह सकते हैं।
अभ्यास 2.9 ★★
लिया बर्फ़ का पुतला बनाती है और उस पर तरस खाकर उसे अपना गरम कोट पहना देती है। उसका भाई कहता है कि कोट उसे और जल्दी पिघला देगा। लिया कहती है कि कोट उसे ज़्यादा देर ठंडा रखेगा। कौन सही है, और क्यों? (टिप्पणी 2.7 याद करो: कोट असल में करता क्या है?)
हल
हल — अभ्यास 2.9.
लिया सही है। कोट गरमी बनाता नहीं: वह सिर्फ़ गरमी को एक ओर से दूसरी ओर जाने से रोकता है। बर्फ़ के पुतले के पास रोकने लायक अपनी कोई गरमी है ही नहीं — उलटे कोट दिन की गरम हवा को बाहर रोक लेता है, इसलिए कोट पहना पुतला ज़्यादा धीरे पिघलता है और ज़्यादा देर टिकता है।