न्यूटन के शीतलन नियम

Newton;s law of cooling

न्यूटन का शीतलन नियम भौतिकी का एक सिद्धांत है जो बताता है कि जब कोई वस्तु किसी भिन्न तापमान वाले माध्यम के संपर्क में आती है तो उसका तापमान कैसे बदलता है। यह हमें अपने परिवेश के साथ ऊष्मा के आदान-प्रदान के कारण वस्तुओं के ठंडा होने या गर्म होने की प्रक्रिया को समझने में मदद करता है।

न्यूटन के शीतलन नियम के अनुसार, किसी वस्तु के तापमान में परिवर्तन की दर वस्तु और उसके परिवेश के बीच तापमान के अंतर के समानुपाती होती है। दूसरे शब्दों में, तापमान का अंतर जितना बड़ा होगा, वस्तु का तापमान उतनी ही तेजी से बदलेगा।

न्यूटन के शीतलन नियम की गणितीय अभिव्यक्ति है:

$\delta T/\delta t=-k(T-Ts)$

यहां बताया गया है कि प्रत्येक शब्द क्या दर्शाता है:

   $\delta T/\delta t$: यह समय के संबंध में तापमान में परिवर्तन की दर को दर्शाता है। यह हमें बताता है कि वस्तु का तापमान कितनी तेजी से बदल रहा है।

   $k$: यह एक स्थिरांक है जिसे शीतलन या तापन गुणांक के रूप में जाना जाता है। यह विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है, जिसमें वस्तु की सतह की प्रकृति, आसपास के माध्यम के गुण और गर्मी हस्तांतरण की स्थिति शामिल है।

   $T$: यह किसी भी समय वस्तु के तापमान को दर्शाता है।

   $T_{s}$: यह आसपास के माध्यम के तापमान (जिसे परिवेश का तापमान भी कहा जाता है) का प्रतिनिधित्व करता है।

समीकरण में नकारात्मक चिह्न इंगित करता है कि वस्तु का तापमान वस्तु और उसके परिवेश के बीच तापमान अंतर के विपरीत दिशा में बदलता है। यदि वस्तु अपने परिवेश (T > Ts) से अधिक गर्म है, तो समय के साथ तापमान कम हो जाएगा। इसके विपरीत, यदि वस्तु अपने परिवेश (T < Ts) से अधिक ठंडी है, तो समय के साथ तापमान में वृद्धि होगी।

सरल शब्दों में, न्यूटन का शीतलन नियम कहता है कि किसी वस्तु के तापमान परिवर्तन की दर वस्तु और उसके परिवेश के बीच तापमान के अंतर के सीधे आनुपातिक होती है। इसका मतलब यह है कि तापमान का अंतर जितना अधिक होगा, वस्तु उतनी ही तेजी से ठंडी या गर्म होगी।