வெப்பவியல் – TNPSC முழுமையான குறிப்புகள்
வெப்பம், வேலை, ஆற்றல், வெப்பநிலை, என்ட்ரோப்பி, வெப்ப பரிமாற்றம், வாயு விதிகள் மற்றும் கருப்பு உடல் கதிர்வீச்சு வரை—ஒரே பக்கத்தில் முழு TNPSC-க்கு ஏற்ற குறிப்புகள்.
1) வெப்பவியல் என்றால் என்ன?
வரையறை: வெப்பம் எவ்வாறு ஒரு பொருளிலிருந்து மற்றொரு பொருளுக்கு செல்கிறது, வெப்பம் எவ்வாறு வேலையாக மாறுகிறது, வேலை எவ்வாறு வெப்பமாக மாறுகிறது என்பதைக் கூறும் அறிவியல் பிரிவு வெப்பவியல் ஆகும்.
2) முக்கிய சொற்கள் (Key Terms)
வெப்பம் (Heat)
வெப்பநிலை வேறுபாடு காரணமாக ஒரு பொருளிலிருந்து மற்றொரு பொருளுக்கு செல்லும் ஆற்றல்.
வெப்பநிலை (Temperature)
ஒரு பொருளின் சூடு அல்லது குளிரின் அளவு.
உள் ஆற்றல் (Internal Energy – U)
ஒரு பொருளின் அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் மொத்த ஆற்றல்.
அமைப்பு (System)
ஆய்வு செய்யப்படும் பகுதி.
| அமைப்பு (System) | வெப்பம் (Heat) | பொருள் (Matter) | உதாரணம் |
|---|---|---|---|
| திறந்த அமைப்பு (Open System) | செல்லும் | செல்லும் | திறந்த பாத்திரம் |
| மூடிய அமைப்பு (Closed System) | செல்லும் | செல்லாது | மூடிய பாத்திரம் |
| தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பு (Isolated System) | செல்லாது | செல்லாது | Thermos Flask |
3) வெப்பவியலின் சுழி விதி (Zeroth Law)
விதி: A மற்றும் B வெப்ப சமநிலையில் இருந்தால், B மற்றும் C வெப்ப சமநிலையில் இருந்தால், A மற்றும் C-யும் வெப்ப சமநிலையில் இருக்கும்.
4) வெப்பவியலின் முதல் விதி (First Law)
ஆற்றல் உருவாக்கப்படாது, அழியாது—ஒரு வடிவிலிருந்து மற்றொரு வடிவிற்கு மட்டுமே மாறும்.
| சின்னம் | அர்த்தம் |
|---|---|
| Q | Heat (வெப்பம்) |
| U | Internal Energy (உள் ஆற்றல்) |
| W | Work (வேலை) |
பயன்பாடுகள்: Steam Engine, Petrol Engine, Diesel Engine, Power Plant
5) வெப்பவியலின் இரண்டாம் விதி (Second Law)
வெப்பம் தானாகவே உயர் வெப்பநிலையிலிருந்து ↓ குறைந்த வெப்பநிலைக்கு மட்டுமே செல்லும். எதிர் திசையில் செல்ல வெளிப்புற வேலை தேவை.
Carnot Engine – உலகிலேயே அதிக திறன் கொண்ட கற்பனை வெப்ப இயந்திரம்.
6) வெப்பவியலின் மூன்றாம் விதி (Third Law)
ஒரு பொருளின் வெப்பநிலை 0 Kelvin அடைந்தால், அதன் Entropy மிகக் குறைவாக இருக்கும்.
7) Entropy (என்ட்ரோப்பி)
ஒரு அமைப்பின் ஒழுங்கின்மையின் அளவு.
அதிக Entropy
வாயு
குறைந்த Entropy
திண்ம
8) வெப்ப பரிமாற்றம் (Heat Transfer)
| முறை | முக்கிய கருத்து | உதாரணம் |
|---|---|---|
| (A) கடத்தல் (Conduction) | துகள்கள் இடமாற்றமின்றி வெப்பம் பரவுதல். | இரும்புக் கரண்டி சூடாகுதல் |
| (B) சலனம் (Convection) | திரவம்/வாயு நகர்வினால் வெப்பம் பரவுதல். | கடற்காற்று, நிலக்காற்று |
| (C) கதிர்வீச்சு (Radiation) | ஊடகம் இல்லாமலே வெப்பம் பரவுதல். | சூரிய வெப்பம் |
9) Heat Capacity & 10) Specific Heat Capacity
Heat Capacity: ஒரு பொருளின் வெப்பநிலையை 1°C அதிகரிக்க தேவையான வெப்பம்.
Specific Heat Capacity: 1 kg பொருளின் வெப்பநிலையை 1°C அதிகரிக்க தேவையான வெப்பம்.
11) மறை வெப்பம் (Latent Heat)
வெப்பநிலை மாறாமல் நிலைமாற்றம் நடைபெற தேவையான வெப்பம்.
Fusion
உருகுதல் (Solid → Liquid)
Vaporization
ஆவியாதல் (Liquid → Gas)
12) நிலைமாற்றங்கள் (Phase Changes)
| நிலை மாற்றம் | நிகழும் மாற்ற பெயர் |
|---|---|
| திண்ம → திரவம் | உருகுதல் |
| திரவம் → திண்ம | உறைதல் |
| திரவம் → வாயு | ஆவியாதல் |
| வாயு → திரவம் | திரவமாதல் |
| திண்ம → வாயு | பதங்கமாதல் |
13) வாயு விதிகள் (Gas Laws)
Boyle's Law
Pressure ↑, Volume ↓ • PV = Constant
Charles Law
Temperature ↑, Volume ↑ • V/T = Constant
Gay-Lussac Law
Temperature ↑, Pressure ↑ • P/T = Constant
14) வெப்ப இயந்திரம் (Heat Engine)
வெப்பத்தை வேலை ஆக மாற்றும் கருவி.
உதாரணங்கள்: Steam Engine, Petrol Engine, Diesel Engine, Turbine
15) குளிர்சாதனப் பெட்டி (Refrigerator)
குறைந்த வெப்பத்திலிருந்து அதிக வெப்பத்திற்கு வெப்பத்தை வெளியேற்றும்.
16) வெப்ப விரிவாக்கம் (Thermal Expansion)
வெப்பம் அதிகரித்தால் நீளம், பரப்பளவு, கனஅளவு ஆகியவை அதிகரிக்கும்.
17) நல்ல வெப்பக் கடத்திகள் (Good Conductors)
வெள்ளி
உயர் கடத்தி
செம்பு
உயர் கடத்தி
அலுமினியம்
உயர் கடத்தி
18) மோசமான வெப்பக் கடத்திகள் (Bad Conductors)
மரம்
இன்சுலேட்டர்
பிளாஸ்டிக்
இன்சுலேட்டர்
ரப்பர் / கண்ணாடி / காற்று
மோசமான கடத்திகள்
19) கருப்புப் பொருள் (Black Body)
விழும் அனைத்து கதிர்வீச்சையும் உறிஞ்சும்.
மிகச்சிறந்த உறிஞ்சியும் மிகச்சிறந்த உமிழ்வியும்.
20) Stefan–Boltzmann விதி
கருப்பு உடல்/கதிர்வீச்சு ஆற்றல் வெப்பநிலையின் T⁴ க்கு நேர்விகிதம்.
21) Wien இடப்பெயர்ச்சி விதி
வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது அதிகபட்ச கதிர்வீச்சின் அலைநீளம் குறையும்.
22) Newton's Law of Cooling
ஒரு பொருள் குளிரும் வேகம் அதன் வெப்பநிலை வேறுபாட்டிற்கு நேர்விகிதமாக இருக்கும்.
23) வெப்பவியலின் அன்றாட பயன்பாடுகள்
குளிர்சாதனப் பெட்டி / ஏர் கண்டிஷனர்
Refrigeration cycle
அழுத்தக் குக்கர்
Boiling point change
மின் ஹீட்டர்
Heat energy conversion
சூரிய வெப்ப நீராட்டி
Radiation absorption
மின் உற்பத்தி நிலையங்கள்
Heat → Work
வாகன இன்ஜின்கள் / வெப்ப மின் நிலையங்கள்
Heat engine & efficiency
TNPSC தேர்வில் அதிகம் கேட்கப்படும் தகவல்கள்
| தலைப்பு | நினைவில் கொள்ள வேண்டியது |
|---|---|
| Zeroth Law | வெப்பமானி (Thermometer) |
| First Law | ஆற்றல் நிலைத்தன்மை (Energy conservation) |
| Second Law | வெப்பம் தானாக குளிர்ந்த பொருளுக்கு மட்டுமே செல்கிறது |
| Third Law | 0 K → குறைந்த என்ட்ரோப்பி |
| Carnot Engine | அதிகபட்ச திறன் |
| Conduction | திண்மங்களில் அதிகம் |
| Convection | திரவம், வாயு |
| Radiation | ஊடகம் தேவையில்லை |
| Latent Heat | வெப்பநிலை மாறாது |
| Black Body | சிறந்த உறிஞ்சி, உமிழ்வி |
நினைவுக்குறிப்புகள் (Shortcut)
0வது விதி
→ வெப்பமானி
1வது விதி
→ ஆற்றல் நிலைத்தன்மை
2வது விதி
→ வெப்பம் சூடிலிருந்து குளிருக்கு
3வது விதி
→ 0 K → குறைந்த Entropy
Conduction
→ திண்மம்
Convection
→ திரவம்/வாயு
Radiation
→ சூரியன்
Carnot
→ அதிக திறன்
PV = nRT
→ இலட்சிய வாயு
1 Calorie
→ 4.186 Joule
TNPSC தேர்வில் முக்கிய கவனிக்க வேண்டியவை
- வெப்பவியலின் 4 விதிகள் (Zeroth–Third Law).
- Conduction, Convection, Radiation ஆகிய வெப்ப பரிமாற்ற முறைகளின் வேறுபாடுகள்.
- Carnot Engine, Entropy, Latent Heat, Specific Heat Capacity, Ideal Gas Equation (PV = nRT).
- Boyle, Charles, Gay-Lussac வாயு விதிகளின் பயன்பாடுகள்.
- சமச்சீர் பாடப்புத்தகங்களில் உள்ள வரையறைகள், அலகுகள் மற்றும் அன்றாட பயன்பாடுகள்.
TNPSC முக்கிய வினாக்கள் (MCQs)
- A) இன்ஜின்
- B) குளிர்சாதனப் பெட்டி
- C) வெப்பமானி
- D) சூரிய அடுப்பு
- A) சுழி விதி
- B) முதல் விதி
- C) இரண்டாம் விதி
- D) மூன்றாம் விதி
- A) குளிரிலிருந்து சூடு
- B) சூடிலிருந்து குளிர்
- C) இரு திசைகளிலும்
- D) எதுவுமில்லை
- A) அதிக வேகம்
- B) அதிக திறன்
- C) அதிக அழுத்தம்
- D) அதிக எடை
- A) கடத்தல்
- B) சலனம்
- C) கதிர்வீச்சு
- D) பரவல்
- A) 2.18 J
- B) 3.14 J
- C) 4.186 J
- D) 5.12 J
- A) மரம்
- B) ரப்பர்
- C) வெள்ளி
- D) கண்ணாடி
- A) திண்மம்
- B) திரவம்
- C) வாயு
- D) பனி
- A) விசிறி
- B) Compressor
- C) Radiator
- D) Pump
- A) Pressure
- B) Temperature
- C) Volume
- D) Mass
24) முடிவுரை
வெப்பவியலில் Zeroth–Third Law, Heat transfer முறைகள், என்ட்ரோப்பி, Latent heat, வாயு விதிகள் (PV=nRT) ஆகியவற்றை அட்டவணை/Shortcut மூலம் மனப்பாடம் செய்தால் TNPSC-யில் நேரடி MCQ-களில் வேகமான பதில் கிடைக்கும்.