ಉಷ್ಣತೆ

ಉಷ್ಣದ ಸ್ವರೂಪ

ಉಷ್ಣತೆ ನೀವು ಬೆಳಗಿನಿಂದ ಸಂಜೆಯವರೆಗೆ ಹವಾಮಾನದಲ್ಲಿ ಆಗುವ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ಅನುಭವವನ್ನು ಪಡೆದಿರುವೀರಾ? ಯಾವಾಗ ತಂಪಿನ ಅನುಭವ ಮತ್ತು ಯಾವಾಗ ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಅನುಭವ ವಾಗುವುದು? ಇದು ಏಕೆ ಆಗುತ್ತದೆ? ಬೆಳಗ್ಗೆ ಮತ್ತು ಸಂಜೆ ವೇಳೆಯಲ್ಲಿ ತಂಪಾದ ಅನುಭವವನ್ನು ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಾಹ್ನದ ವೇಳೆಯಲ್ಲಿ ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಅನುಭವವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣ ನಾವು ಪಡೆಯುವ ಸೂರ್ಯನ ವಿಕಿರಣಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ. ಉಷ್ಣತೆ "ಕಾವು" ಅಥವಾ "ಬಿಸಿ" ಅಥವಾ "ಉಷ್ಣ" ಒಂದು ಶಕ್ತಿರೂಪವಾಗಿದೆ. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಥೆರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ನಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒಂದು ವಸ್ತು ಅಥವಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಬೇರೆಡೆಗೆ ಪ್ರಸಾರಿಸುವ ಕ್ರಿಯೆಯೆಂದು ಅರ್ಥೈಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ ಅಸಂಖ್ಯಾತ ಅಣುಗಳ ಚಲನೆಯ ಸಮಗ್ರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಪ್ರಕಟವಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯ ಒಂದು ರೂಪ. ಉಷ್ಣತಾವ್ಯತ್ಯಸವಿರುವ ಎರಡು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದರಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ವರ್ಗವಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯೇ ಉಷ್ಣ. ಈ ವರ್ಗಾವಣೆ ಅಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆಯ ಉಗಮದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣತೆಯ ಗ್ರಾಹಕದೆಡೆಗೆ ನಡೆಯುವುದು. ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯ ಈ ಚಲನೆಗೆ ಉಷ್ಣವಹನವೆಂದು ಹೆಸರು. ಉಷ್ಣತೆಯಿಂದ ಶಕ್ತಿ ಪ್ರಸರಣವು ಔಷ್ಣ ಸಂಪರ್ಕದಿಂದಾಗುತ್ತದೆ. ಔಷ್ಣ ಸಂಪರ್ಕವೆಂದರೆ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ರೀತಿಯ ಬಲ ಪ್ರಯೋಗಿಸದೇ ಅದರಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ರವಾನಿಸುವುದು ಅಥವಾ ಪ್ರಸರಿಸುವುದು. ಅತ್ಯಂತ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಉಷ್ಣತೆ δQ ಯನ್ನು ತನ್ನ ಕನಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನ T (ಅಬ್ಸೊಲ್ಯೂಟ್ ಟೆಂಪೆರೇಚರ್), ಮತ್ತು ಔಷ್ಣೀಯ ಸ್ತಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವ (ಥರ್ಮಲ್ ಇಕ್ವಿಲಿಬ್ರಿಯಮ್) ದಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುವಿಗೆ ರವಾನಿಸಿದರೆ, ಅ ಉಷ್ಣತೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು TdS ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ . ಇಲ್ಲಿ S ವಸ್ತುವಿನ "ಎಂಟ್ರೋಪಿ"

ಕಿರಣ

ಉಷ್ಣ ಕಿರಣಗಳು ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳು ಎರಡು ಒಂದೇ ಬಗೆ. ಬಿಸಿನೀರಿನ ಬುಗ್ಗೆ ಬೆಳಕನ್ನು ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡಲಾರದು . ಮಿನುಗುವ ರಂಜಕ ಮುಟ್ಟಲು ತಂಪು . ರಸ್ತೆಯ ಮೇಲಿರುವ ಕಾದ ಕಲ್ಲು ಬೆಳಕನ್ನು ನೀಡಲಾರದು . ಪೂರ್ಣಿಮೆಯ ಚಂದ್ರ ಪ್ರಜ್ವಲಿಸುವಾಗಲೂ ಸೆಖೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ . ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಶಾಖ ಎರಡೂ ಸಹಜವಾಗಿಯೇ ವಿಭಿನ್ನ ರೂಪದ ಕಿರಣಗಳೆಂದು ಇವೆಲ್ಲವೂ ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ . ಆದಾಗ್ಯೂ ಬೆಳಕನ್ನು ಕೊಡುವ ಸೂರ್ಯನೇ ಶಾಖವನ್ನೂ ಕೊಡುತ್ತಾನೆ. ಶಾಖ ಕೊಡುವ ಬೆಂಕಿ ಕೊಠಡಿನ್ನೂ ಬೆಳಗುತ್ತದೆ . ಮೋಂಬತ್ತಿಯ ಜ್ವಾಲೆ ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಶಾಖ ಎರಡನ್ನೂ ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ . ಇವೆಲ್ಲದರ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು ಬೆಳಕು ಇವುಗಳ ನಡುವೆ ನಿಕಟ ಸಂಬಂಧವಿದೆ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಬಹುದು . ಆದರೆ, ಉಷ್ಣ-ಬೆಳಕುಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ ಚಾಣಾಕ್ಷ ವೀಕ್ಷಕರ ಅರಿವಿಗೂ ಬಹಳ ಕಾಲದವರೆಗೆ ಬಂದೇ ಇರಲಿಲ್ಲ . ಸಂಗೀತಗಾರ -ಖಗೋಳತಜ್ಞ wilhelm Hershel ಎಂಬಾತ ೧೮೦೦ ರಲ್ಲಿ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಸೋಸಕಗಳ (filter)ಮೂಲಕ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತಿದ್ದಾಗ ಸೋಸಕಗಳು ಬಿಸಿಯಾಗುತ್ತಿದ್ದುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ ಶಾಖ ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡುವ ಕಿರಣಗಳೂ ಇರಬೇಕೆಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದನು. ಹರ್ಷೆಲ್ ನ ಆ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಬಹಳ ಸ್ವಾರಸ್ಯಕರವಾಗಿತ್ತು . ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು ಕಾಮನಬಿಲ್ಲಿನ ಏಳು ಬಣ್ಣದ ಬೆಳಕುಗಳಿಂದ ಸಂಯೋಜಿತವಾಗಿದೆ ಯಷ್ಟೆ. ಆ ಪ್ರತಿಯೊದು ಬಣ್ಣದ ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿಯೂ ಎಷ್ಟು ಶಾಖವಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಆತ ತಿಳಿಯಬಯಸಿದ. ಅದಕ್ಕಾಗಿ ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಒಂದು ಪ್ರಿಸ್ಮ್ ಮೂಲಕ ಹಾಯಿಸಿ ಹೊರಬರುವ ಒಂದೊಂದು ನೀಲಿಯಿಂದ ಕೆಂಪು ಬಣ್ಣದ ವರೆಗೆ ಶಾಖ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆಂದು ತೋರಿತು. ಆದರೆ , ಹರ್ಷೆಲ್ ಅಷ್ಟಕ್ಕೇ ಪ್ರಯೋಗ ನಿಲ್ಲಿಸಲಿಲ್ಲ . ಕೆಂಪು ಬೆಳಕನ್ನು ದಾಟಿ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್ ಇಟ್ಟ. ಆಶ್ಚರ್ಯ. ಯಾವ ಬಣ್ಣದ ಬೆಳಕೂ ಇಲ್ಲದ . ಆ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಇತರ ಬಣ್ಣಗಳಿಗಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಾಖವಿದ್ದುದು ತೋರಿಬಂತು . ಅಗೋಚರವಾದ ಆಕಿರಣಗಳಿಗೆ ಕ್ಯಾಲೊರಿಫಿಕ್ ಎಂದರೆ ಶಾಖ ಎಂದು ಅರ್ಥ . ಅದೇ ಜಾಡನ್ನು ಹಿಡಿದು ಎನ್ನೂ ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಮಾಡಿ ಕ್ಯಾಲೊರಿಫಿಕ್ ಕಿರಣಗಳೂ ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳಂತೆ ಪ್ರತಿಫಲನ . ವಕ್ರೀಭವನ ಮುಂತಾದ ಎಲ್ಲ ಗುಣಗಳನ್ನೂ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆಂದು ದೃಡಪಡಿಸಿಕೊಂಡನು . ಹಾಗಾಗಿ, ಅಗೋಚರ ಬೆಳಕೂ ಇದೆ ಎಂಬುದು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಆತನ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಂದ ತಿಳಿದುಬಂದಿತು. ಮುಂದೆ ಅವಕ್ಕೆ ಅವಕೆಂಪು (Infrared) ಅಥವಾ "ಉಷ್ಣಕಿರಣ"ಗಳೆಂದು ಹೆಸರಾಯಿತು.

ಸೂರ್ಯನ ತಾಪ

ಸೂರ್ಯ ಮತ್ತು ಇತರ ಖಗೋಳ ಕಾಯಗಳ ತಾಪವನ್ನು ಭೂಮಿಯಿಂದಲೇ ಅಳೆಯಬಹುದು .

ಸೂರ್ಯನ ಮೇಲ್ಮೈ ತಾಪ (Temperature) ಸುಮಾರು ೫೫೦೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ಎಂದು ಪಠ್ಯಪುಸ್ತುಕಗಳು ದಾಖಲಿಸುತ್ತವೆ . ಆದರೆ, ಅದನ್ನು ಆಳೆದದ್ದ ಹೇಗೆ ? ಆಧುನಿಕ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ, ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಹಾಗೂ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಳಿಂದ ಹೇಗೆ ಪಡೆಯಬಹುದು ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಕೊಡಬಹುದಾದ ಅನೇಕ ಉದಾಹರಣೆಗಳಲ್ಲಿ ಇದೂ ಒಂದು . ಯಾವುದೇ ಕಾಯದಿಂದ ಹೊಮ್ಮುವ ಉಷ್ಣಕಿರಣಗಳ ತೀವ್ರತೆ ಆ ಕಾಯದ ಮೇಲ್ಮೈ ತಾಪವನ್ನು ಕೆಲವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೀತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಹತ್ತೊಂಬತ್ತನೇ ಶತಮಾನದ ಅಂತಿಮ ದಶಕಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆದ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಹಾಗೂ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅಧ್ಯಯನಗಳಿಂದ ಸ್ಪೆಷ್ಟವಾಯಿತು. ಅದೊಂದು ಅತ್ಯಂತ ಮಹತ್ವದ ಆವಿಷ್ಕಾರವಾಗಿತ್ತು . ಏಕೆಂದರೆ ಅದನ್ನು ಬಳಸಿ ನಮ್ಮಿಂದ ಅತಿ ದೂರವಿರುವ ಹಾಗೂ ಮುಟ್ಟಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲದ ಕಾಯಗಳ ತಾಪವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಇದಕ್ಕೂ ಮೊದಲು ೧೮೩೦ ಸುಮಾರಿನಲ್ಲಿ Claude pouillet ಎಂಬಾತ Pyrheliometer ಎಂಬ ಉಪಕರಣವನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದ್ದನು ವಿಕಿರಣದ ಬಗ್ಗೆ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಚೌಕಟ್ಟು ಸಿದ್ಧವಾಗುವುದಕ್ಕೆ ಮೊದಲೇ ಆತ ಆ ಉಪಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಯನ್ನು ತಲಪುವ ಉಷ್ಣಕಿರಣಗಳನ್ನು ಅಳೆದು ಸೂರ್ಯನ ಮೇಲ್ಮೈ ತಾಪ ಸುಮಾರು ೧೮೦೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ಎಂದು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ್ದನು ಅನಂತರ ಮತ್ತೆ ಕೆಲವರು ಅದನ್ನು ಒಂದು ಸಾವಿರದಿಂದ ಹತ್ತು ಸಾವಿರ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ಎಂದು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಿದ್ದರು . ಕೊನೆಗೆ Josef stefan ನು ಹಿಂದಿನ ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಂದ ದೊರೆತ ಮಾಹಿತಿ ಮತ್ತು ತನ್ನದೇ ಸೂತ್ರದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸೂರ್ಯನ ಮೇಲ್ಮೈ ತಾಪ ಸುಮಾರು ೬೦೦೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ಎಂದು ನಿಖರವಾ ಗಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದನು. ವಿಜ್ಞಾನ ಇತಿಹಾಸದ ದೃಷ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ಒಂದು ಮಹತ್ವದ ಮೈಲಿಗಲ್ಲೆಂದು ಮೆಚ್ಚಲೇ ಬೇಕು ಏಕೆಂದರೆ , ಮನುಷ್ಯ ಭೂಮಿಯಮೇಲಿದ್ದೇ ಕೋಟ್ಯಂತರ ಮೈಲಿ ದೂರದಲ್ಲಿರುವ , ಅಷ್ಟೊಂದು ಬಿಸಿ ಇರುವ ಸೂರ್ಯನ ಮೇಲ್ಮೈ ತಾಪವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಹತ್ತೊಂಬತ್ತನೇ ಶತಮಾನದ ಮೊದಲ ದಶಕದ ವೇಳೆಗೆ ಕ್ಯಾಲೋರಿಫಿಕ್ ಕಿರಣಗಳೂ ಮತ್ತುಬೆಳಕು ಮೂಲತಃ ಒಂದೇ ಬಗೆ (ವಿದ್ಯು ತ್ಕಾಂತ್ತಿಯ ಅಲೆಗಳು ) ಎಂದು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಂಡು ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಸರ್ವವ್ಯಾಪಿಯಾದ ಈಥರ್ ಎಂಬ ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ ಕಂಪನ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಅವು ಪ್ರಸರಿಸುತವೆ ಎಂದು ಚಿತ್ರಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದರು. ಉಷ್ಣ ಕಿರಣ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣ ಇವುಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಕೇವಲ ಅವುಗಳ ತರಂಗಾಂತರದಲ್ಲಿ (Wave length) ಎಂಬುದು ಹತ್ತೋಂಬತ್ತನೇ ಶತಮಾನದ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರವೇ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಯಿತು. ಉಷ್ಣಕಿರಣಗಳ ತರಂಗಾಂತರ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಾಂತರಗಳಿಗಿಂತ ದೀರ್ಘ. ಇದರಿಂದ ನಮಗೆ ತಿಳಿದುಬನೆಂದರೆ ನಮ್ಮ ಇಂದ್ರಿಯಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗಗಳಿಗೆ ಅವುಗಳ ತರಂಗಾಂತರಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಸ್ಪಂದಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದು.

ಉಷ್ಣ ಹರಿಯುವ ದಿಕ್ಕು

ಅಧಿಕ ತಾಪದ ಕಾಯದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ತಾಪದ ಕಾಯಕ್ಕೆ ಉಷ್ಣ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. ಬೆಂಕಿಯ ತಾಪ ಅಧಿಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ . ಐಸ್ರ್ಕೇಮ್ ತಾಪ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ . ರೋಗಿಯ ದೇಹದ ತಾಪವನ್ನು ನರ್ಸ್ ಅಳೆಯುತ್ತಾಳೆ. ಹವಾಮಾನ ತಜ್ಞರು ದಿನದ ಗರಿಷ್ಟ ಹಾಗೂ ಕನಿಷ್ಟ ತಾಪಗಳನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ . ಹೀಗೆ ದಿನಬಳಕೆಯಲ್ಲಿ ತಾಪದ ಬಗ್ಗೆ ಅನೇಕ ರೀತಿ ಉಲ್ಲೇಖನಗಳಿದ್ದರೂ ಅದರ ನಿಜವಾದ ಅರ್ಥ ಏನೆಂಬುದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿಲ್ಲದೇ ಇರಬಹುದು . ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತಾಪ ಎಂದರೆ ಕಾಯದಲ್ಲಿ "ಎಷ್ಟು ಉಷ್ಣ ಅಡಗಿದೆ"ಎಂಬುದರ ಅಳತೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತೇವೆ . ಆದರೆ,ಇದೊಂದು ತಪ್ಪು ಗ್ರಹಿಕೆ .

ಅದನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸಲು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ಬಹಳಷ್ಟು ಕಾಲವೇ ಬೇಕಾಯಿತು . ಹದಿನೇಳನೇ ಶತಮಾನದ ಉತ್ತರಾರ್ಧದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರವೇ ಥರ್ಮೋಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾದುದರಿಂದ ನೀರು ಗಡ್ಡೆಯಾಗುವ ಮತ್ತು ಕುದಿಯುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ತಾಪವನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು . ನೀರು ,ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ,ಪಾದರಸ ಇವುಗಳನ್ನು ಥರ್ಮೋಮೀಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಕಾಯದ ತಾಪ ಅದರ ಉಷ್ಣತಾಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ ; ಅದು ಆ ಕಾಯದಿಂದ ಅಥವಾ ಆ ಕಾಯಕ್ಕೆ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿ ಹರಿಯುವ ದಿಕ್ಕನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ .ಹಾಗಾಗಿ , ಇತರ ಕಾಯಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ಮಾತ್ರ ತಾಪ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಅರ್ಥವಿದೆ .ನೀರು ಹರಿಯವ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಅದರ ಒತ್ತಡ ನಿರ್ಧರಿಸುವಂತೆ -ಯಾವಾಗಲೂ ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದೆಡೆಗೆ . ನಾವು ಯಾವುದೇ ಕಾಯವನ್ನು ಸ್ಪರ್ಷಿಸಿದಾಗ ಅದು ಬಿಸಿ ಎನಿಸಿದರೆ ಆ ಕಾಯದಿಂದ ನಮ್ಮ ದೇಹಕ್ಕೆ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿ ಹರಿದಿದೆ . ಆಗ ಆ ಕಾಯದ ತಾಪ ನಮ್ಮ ದೇಹದ ತಾಪಕ್ಕಿಂತ ಅಧಿಕವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತೇವೆ . ಕಾಯದ ತಾಪ ನಮ್ಮ ದೇಹದ ತಾಪಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇದ್ದಾಗ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿ ನಮ್ಮ ದೇಹದಿಂದ ಅದಕ್ಕೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ .ಈ ರೀತಿಯ ಶಕ್ತಿ ಹರಿಯುವಿಕೇಯೇ ಉಷ್ಣ. ಅದು ಯಾವಾಗಲೂ ಬಿಸಿ ಕಾಯದಿಂದ ತಣ್ಣಗಿನ ಕಾಯಕ್ಕೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ . ಅದು ಹೀಗೇ ಏಕೆ ? ತಣ್ಣಗಿರುವ ಕಾಯದಿಂದ ಬಿಸಿ ಕಾಯದೆಡೆಗೆ ಯಾಕೆ ಹರಿಯಬಾರದು ? ಉದಾಹರಣೆಗೆ , ಸಂಪತ್ತನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ. ಅದು ಯಾವಾಗಲೂ ಶ್ರೀಮಂತರಿಂದ ಬಡವರ ಕಡೆಗೆ ಮಾತ್ರ ಹರಿಯುತ್ತದೆಯೆ ?

ಉಷ್ಣದ ಮೂಲಗಳು

ಮನುಷ್ಯ ಕಂಡು ಹಿಡಿದ ಉಷ್ಣದ ಪ್ರಥಮ ಮೂಲ ಬೆಂಕಿ, ಚಳಿ ಹಾಗೂ ಕಾಡುಪ್ರಾಣಿಗಳಿಂದ ರಕ್ಷಣೆ: ಆಹಾರವನ್ನು ಬೇಯಿಸುವುದು; ಲೋಹೋಪಕರಣಗಳ ಹಾಗೂ ಆಯುಧಗಳ ತಯಾರಿಕೆ ಇತ್ಯಾದಿ ಕೆಲಸಗಳಲ್ಲಿ ಅವನಿಗೆ ಬೆಂಕಿಯ ಉಪಯೋಗವಿತ್ತು. ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯ ಉತ್ಪಾದನೆ ಹಾಗೂ ಉದ್ದೇಶಪೂರಿತ ಬಳಕೆ ಇವುಗಳ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ನಾಗರಿಕತೆ ಬೆಳೆಯುತ್ತ ಬಂದಿದೆ. ಮನುಷ್ಯನಿಗೆ ಉಷ್ಣದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮೂಲ ಸೂರ್ಯ, ಖನಿಜವಸ್ತುಗಳಾದ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು, ಪೆಟ್ರೋಲುಗಳೂ ಕಟ್ಟಿಗೆ ಸೊಪ್ಪುಸದೆಗಳೂ ಉಷ್ಣಮೂಲಗಳೇ ಆದರೂ ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಅವು ಸೂರ್ಯೋಷ್ಣದ ಸಂಗ್ರಾಹಕಗಳೇ ಆಗಿವೆ. ಯಾಂತ್ರಿಕಶಕ್ತಿ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡುವುದನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಗಮನಿಸಿಬಹುದು. ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಉಜ್ಜಿದಾಗ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಎರಡು ಮರದ ತುಂಡುಗಳನ್ನು ಉಜ್ಜಿದಾಗ ಇಲ್ಲವೇ ನಮ್ಮ ಅಂಗೈಗಳನ್ನು ಉಜ್ಜಿಕೊಂಡಾಗ), ಸುತ್ತಿಗೆಯಿಂದ ಅಡಿಗಲ್ಲಿನ ಮೇಲೆ ಹೊಡೆದಾಗ ಉಷ್ಣ ಉತ್ಪಾದನೆ ಆಗುವುದೆಂಬುದು ತಿಳಿದಿದೆ. ಇನ್ನು ಜಡವಸ್ತುಗಳ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ವಿದಳನಗೊಳಿಸಿದಾಗ ಇಲ್ಲವೆ ಹಗುರವಾದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಂಲಯನಗೊಳಿಸಿದಾಗ ಸಹ ಉಷ್ಣ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವುದು.

ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳು

ಉಷ್ಣದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನೂ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿ ಎರಡು ಭಿನ್ನ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳನ್ನು ಮುಂದಿಡಲಾಗಿದೆ(ಕೆಲೋರಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಚಲನ ಸಿದ್ಧಾಂತ. ಕೆಲೊರಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ: ಉಷ್ಣ ಒಂದು ತರಲ (ಫ್ಲೂಯ್ಡ್), ಇದು ಅತಿಸೂಕ್ಷ್ಮ, ತೂಕರಹಿತ, ನಾಶರಹಿತ, ಆದರೆ ವೇಗಸಹಿತವಸ್ತು ಎಂಬ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಿಂದ ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಹೆಣೆದಿದ್ದಾರೆ. ಒಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು ಕಾಯಿಸುವುದು ಎಂದರೆ ಉಷ್ಣತರಲದ ಅತಿಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕಣಗಳಿಂದ ಅನಂತಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕಣಗಳ ನಡುವಿನ ಎಲ್ಲ ಪ್ರದೇಶದ ಆಕ್ರಮಣ ಎಂದು ವಿವರಿಸಿದರು. ಅದೇ ರೀತಿ ವಸ್ತುವನ್ನು ತಣ್ಣಗಾಗಿಸಿದಾಗ ಉಷ್ಣ ತರಲದ ಕಣಗಳು ಆಕ್ರಮಿತ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಂದ ಹಿಂದೆ ಸರಿಯುವುವು. ಮಂಜುಗೆಡ್ಡೆ ನೀರಾಗುವುದು ಮೊದಲಿನ ಕಾರಣದಿಂದಾದರೆ ನೀರು ಮಂಜುಗೆಡ್ಡೆಯಾಗುವುದು ಎರಡನೆಯ ಕಾರಣದಿಂದ ಎಂಬ ವಿವರಣೆ ತೋರ್ಕೆಗೆ ಸಮಧಾನ ನೀಡಿತು. ಆದರೆ ಇಲ್ಲೇ ಕೆಲೊರಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಒಂದು ಹೊಸ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಎದುರಿಸಬೇಕಾಯಿತು(ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯೂ 0ಲಿ ಸೆ. ಅದೇ ಪ್ರಕಾರ ಕುದಿಯುವ ನೀರಿನ ಉಷ್ಣತೆಯೂ 0ಲಿ ಸೆ. ಅದೇ ಪ್ರಕಾರ ಕುದಿಯುವ ನೀರಿನ ಉಷ್ಣತೆಯೂ ಅದರಿಂದ ದೊರೆತ ಆವಿಯ ಉಷ್ಣತೆಯೂ ಸಮನವಾಗಿರುವುವು (100ಲಿ ಸೆ.). ಹಾಗಾದರೆ ಈ ಘಟನೆಗಳಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವನ್ನು ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಒದಗಿಸಿದ ಉಷ್ಣದ (ಕೆಲೋರಿಕ್ಕಿನ) ಗತಿ ಏನಾಯಿತು? ಗುಪ್ತೋಷ್ಣ (ಲೇಟೆಂಟ್ ಹೀಟ್) ಎಂಬ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಕೆಲೋರಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರಲಿಲ್ಲ. ಇದು 19ನೆಯ ಶತಮಾನದ ಪೂರ್ವಾರ್ಧದಲ್ಲಿದ್ದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ. ಅದೇ ವೇಳೆಯಲ್ಲಿ ಕೌಂಟ್‍ರಮ್‍ಫರ್ಡ್(1753-1814) ಮಾಡಿದ ಒಂದು ಪ್ರಯೋಗ ಕೆಲೊರಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸಮಾಧಿಮಾಡಿತು. ಅವನು ಲೋಹದ ಹಾಳೆಗಳನ್ನು ಉಕ್ಕಿನ ಅಲಗಿನ ಬೈರಿಗೆಯಿಂದ ಕೊರೆಯುತ್ತಿದ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅಪಾರ ಉಷ್ಣ ಜನಿಸುವುದನ್ನು ಕಂಡ. ಅವನ ಕೆಲಸ ಕೋಣೆಯ ಹಿತಕರ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲೇ ನಡೆದಿದ್ದರೂ ಇಷ್ಟೊಂದು ಉಷ್ಣ ಎಲ್ಲಿಂದ ಬಂದಿರಬಹುದು? ಉಷ್ಣ ತರಲವಾಗಿದ್ದು ದ್ರವ್ಯದ (ಮ್ಯಾಟರ್) ಒಂದು ರೂಪವಾಗಿದ್ದಿದ್ದರೆ ಅದು ಕೊರೆತದಲ್ಲಿ ರಚಿತವಾಯಿತು ಎಂಬ ಊಹೆ ದೋಷಯುಕ್ತವೆಂದೆನಿಸಿತು. ದ್ರವವನ್ನು ರಚಿಸಲೂ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ನಾಶಗೊಳಿಸಲೂ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂಬ ನಿಯಮವನ್ನು ಅಂದರೆ ದ್ರವ್ಯತ್ವದ ನಿತ್ಯತ್ವದ ನಿಯಮವನ್ನು(ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಆ ಮೊದಲೇ ಅಂಗೀಕರಿಸಿದ್ದರು. ಈ ನಿಯಮಕ್ಕೆ ರಮ್‍ಫರ್ಡನ ಪ್ರಯೋಗದಿಂದ ಲಭಿಸಿದ ಅನುಭವ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿತ್ತು. ಆದ್ದರಿಂದ ಉಷ್ಣ ತರಲವಲ್ಲ, ಅದು ವಸ್ತುವಲ್ಲ. ಕೆಲೊರಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಸಾಧುವಲ್ಲ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದರು.

ಚಲನಶಕ್ತಿ ಸಿದ್ಧಾಂತ: ಇದರ ಪ್ರಕಾರ ಯಾಂತ್ರಿಕಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುವುದರಿಂದ ಉದ್ಭವವಾಗುವ ಉಷ್ಣ ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಬಂಧವಿದೆಯೆಂದು ಪ್ರಯೋಗಗಳು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟಿವೆ. ಇದಲ್ಲದೆ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪರಿಮಾಣದ ಯಾಂತ್ರಿಕಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿದಾಗ ಅದಕ್ಕನುಗುಣವಾಗಿ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ಮಾಣವಾಗುವುದೆಂದು ಅಥವ ಅದೇ ಪ್ರಕಾರವಾಗಿ ಇದೇ ಉಷ್ಣದಿಂದ ಯಾಂತ್ರಿಕಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಿದಾಗ ಮೊದಲಿನಷ್ಟೆ ಶಕ್ತಿ ಉದ್ಭವಿಸುವುದೆಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಯಾಂತ್ರಿಕಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ಇವುಗಳ ಸಂಬಂಧ ಸ್ಥಾಪಿಸಲು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಇವುಗಳಲ್ಲಿಯ ಎರಡು ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ಸ್ಥೂಲವಾಗಿ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮೊದಲಿಗೆ ಜೌಲ್ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಪಡೆದು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ-ಉಷ್ಣಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಎಂದರೆ ಎಷ್ಟು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿದರೆ ಎಷ್ಟು ಉಷ್ಣ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗುವುದೆಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿದ (1840). ಇನ್ನೊಂದು ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ರಾಟೆಯಿಂದ ತೂಗುಬಿಟ್ಟ ತೂಕದ ಕಲ್ಲುಗಳು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿದ ಹುಟ್ಟಿನಾಕಾರದ ಸಲಕರಣೆಯನ್ನು ತಿರುಗಿಸುವಂತೆ ಮಾಡಿ ಇಲ್ಲಿ ಉತ್ಪನ್ನವಾದ ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ದೊರಕಿಸಲು ವ್ಯಯಿಸಿದ ಯಾಂತ್ರಿಕಶಕ್ತಿ ಇವನ್ನು ತಿಳಿದು ಯಾಂತ್ರಿಕಶಕ್ತಿ-ಉಷ್ಣಗಳೊಳಗಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು. ಇಂಥ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಪೂರಕವಾಗಿದ್ದುದರಿಂದ ಚಲನಶಕ್ತಿ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಗ್ರಾಹ್ಯವೆನ್ನಿಸಿತು. ಉಷ್ಣವರ್ಗಾವಣೆ: ಉಷ್ಣ ಚಲನಶಕ್ತಿಯ ಒಂದು ರೂಪ, ಇದರ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮೂರು ವಿಧಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. (ದಹನ (ಕಂಡಕ್ಷನ್), ನಯನ (ಕನ್ವೆಕ್ಷನ್), ವಿಕಿರಣ (ರೇಡಿಯೇಷನ್). ಭಿನ್ನ ಉಷ್ಣತೆಗಳ ನಡುವೆ ಮಾತ್ರ ಈ ವರ್ಗಾವಣೆ ಸಾಧ್ಯ. ಚಲನೆಯ ದಿಶೆ ಅಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆಯ ಉಗಮದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣತೆಯ ಗ್ರಾಹಕದೆಡೆಗೆ.

ವಹನ : ಪರಮಾಣುಗಳ ಅಥವಾ ಅಣುಗಳ ಅಂತರ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಉಷ್ಣವಹನ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣ ಮೂಲಕ ಅತಿನಿಕಟದಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುವಿನ ಅಣುಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿ ಕಂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಇದರಿಂದ ನೆರೆ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ತಾಕಲಾಟಗಳು (ಕೊಲ್ಲಿಷನ್ಸ್) ಹೆಚ್ಚಿ ಅವೂ ಕಂಪಿಸತೊಡಗುವುವು. ಹೀಗೆ ಕಂಪನಗಳ ಪರಂಪರಯೆ ಉಷ್ಣ ಮೂಲದಿಂದ ಆರಂಭಿಸಿ ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ ಮುಂದೆ ಮುಂದೆ ಸಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂಥ ಕಂಪನಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವ ಅಣುವೂ ತನ್ನ ಮೂಲಸ್ಥಾನದಿಂದ ವಿಚಲಿತವಾಗುವುದಿಲ್ಲ: ಬದಲು, ಅದರ ಮೂಲಸ್ಥಾನವನ್ನು ಕೇಂದ್ರವಾಗಿಟ್ಟು ಕಂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಉಷ್ಣವಹನದಲ್ಲಿ ಮಾಧ್ಯಮವಸ್ತುವಿನ ಅಣುಗಳ ಸ್ಥಾನಗಳು ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ; ಆದರೆ ಉಷ್ಣ ಮಾತ್ರ ವರ್ಗವಾಗುತ್ತಲೆ ಇರುವುದು. ಲೋಹದ ಸರಳಿನ ಒಂದು ತುದಿಯನ್ನು ಕಾಯಿಸಿದಾಗ ಕ್ರಮೇಣ ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯೂ ಬೆಚ್ಚಗಾಗಿ ಕಾಯುವುದರ ಕಾರಣ ಉಷ್ಣವಹನ. ಒಂದು ಅಪಾರದರ್ಶಕ ಘನವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲಕ ಉಷ್ಣವನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸಲು ಇರುವ ಏಕೈಕ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ವಹನ. ವಹನತೆ (ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ) ಒಂದೊಂದು ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಒಂದೊಂದು ತೆರನಾಗಿದೆ( ಲೋಹಗಳಲ್ಲಿ ಇದು ಕನಿಷ್ಠ.

ನಯನ : ಒಂದು ತರಲದ (ಫ್ಲೂಯ್ಡ್) ಅಣುಗಳ ಬೆರಕೆಯಿಂದ ಉಷ್ಣನಯನ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಎಂದರೆ ಅಣುಗಳೂ ಸ್ವತಃ ಚಲಿಸಿ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಹರಡುವ ವಿಧಾನ ನಯನ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ. ಒಂದು ಪಾತ್ರೆಗೆ ನೀರು ತುಂಬಿಸಿ ಅದನ್ನು ಕಾಯಲು ಬೆಂಕಿಯ ಮೇಲೆ ಇಟ್ಟಾಗ ಪಾತ್ರೆಯ ತಳದಲ್ಲಿರುವ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಉಷ್ಣದೊಡನೆ ನಿಕಟಸಂಪರ್ಕ ಪಡೆದು ಕಾದು ಹಗುರವಾಗಿ (ಸಾಂದ್ರತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿ) ಮೇಲೆ ಏರಲು ತೊಡಗುವುವು. ಕಾದ ಅಣುಗಳು ಹೀಗೆ ಮೆಲೆ ಸಾಗುವಾಗ ತಣ್ಣಗಿನ ತೂಕದ (ಸಾಂದ್ರತೆ ಹೆಚ್ಚು) ಅಣುಗಳು ತಳದೆಡೆಗೆ ಇಳಿಯುವುವು. ಮತ್ತೆ ಮೊದಲಿನ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪುನರಾವರ್ತನೆ. ಉಷ್ಣವರ್ಗಾವಣೆ ಇಲ್ಲಿ ನಡೆದದ್ದು ಅಣುಗಳ ಕಂಪನದಿಂದಲ್ಲ, ಚಲನೆಯಿಂದ, ದ್ರವ ಮತ್ತು ಅನಿಲಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ನಯನರೀತಿಯ ಉಷ್ಣವರ್ಗಾವಣೆ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಕೊಠಡಿಯನ್ನು ಬೆಚ್ಚಗಿಡಲು ಅಧಿಕೋಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿರುವ ಉಗಿಯನ್ನು ನಾಳಗಳ ಮೂಲಕ ಕೋಣೆಯಲ್ಲಿ ಹರಿಸುತ್ತಾರೆ: ಆಗ ನಾಳಗಳ ಹೊರಮೈ ಕಾದು ಕೊಠಡಿ ಬೆಚ್ಚಗಾಗುವುದು. ಈ ಕ್ರಿಯೆ ಉಷ್ಣನಯನಕ್ಕೆ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆ. (ನೋಡಿ- ನಯನ,-ಉಷ್ಣ).

ವಿಕಿರಣ : ಮಾಧ್ಯಮದÁವಶ್ಯಕತೆಯೆ ಇಲ್ಲದೆ ಉಷ್ಣದ ವರ್ಗಾವಣೆ. ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ಬೆಳಕು ಮುಂತಾದ ಶಕ್ತಿರೂಪಗಳೊಂದಿಗೆ ಉಷ್ಣವೂ ಬರುವುದು ಇದಕ್ಕೊಂದು ನಿದರ್ಶನ. ಇಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ತರಂಗಗಳ ಒಂದು ರೂಪವಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ; ಅದರ ವೇಗ ಬೇಳಕಿನ ವೇಗಕ್ಕೆ ಸಮ (ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ 3 ಲಕ್ಷ ಕಿ.ಮೀ.) ವಹನ ಮತ್ತು ನಯನ ವೇಗಗಳು ಈ ವೇಗಕ್ಕಿಂತ ಅದೆಷ್ಟೋ ಕಡಿಮೆ. ಪ್ರಸರಣದಿಂದ ಚಲಿಸುವ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ತರಂಗಗಳ ಸಕಲಗುಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ(ಚಲನೆ ಸರಳರೇಖೆಯಲ್ಲಿ, ವಕ್ರೀಭವನ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಫಲನ (ರಿಫ್ರಾಕ್ಷನ್ ಅಂಡ್ ರಿಫ್ಲೆಕ್ಷನ್) ಗುಣಗಳಿವೆ. ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವೆ ಉಷ್ಣತೆಗಳ ಅಂತರ ಇರುವವರೆಗೂ ವಿಕಿರಣ ಕ್ರಿಯೆ ನಡೆದೇ ಇರುತ್ತದೆ.

ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು ಕೆಲಸ

ಉಷ್ಣಗತಿವಿಜ್ಞಾನದ (Thermodynamics) ಮೊದಲನೇ ನಿಯಮ

ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿ ಹಾಗೂ ಯಾಂತ್ರಿಕಶಕ್ತಿ (Mechanical energy) ಅಂತರಪರಿವರ್ತನೆ ಯಾಗುತ್ತವೆ.

ಚಲನೆಯಂತೆ ಉಷ್ಣವೂ ಶಕ್ತಿಯ ಒಂದು ರೂಪ ಪ್ರಾನ್ಸಿನಲ್ಲಿ ಚಲಾವಣೆಯಲ್ಲಿರುವ ಹಣ ಫ್ರಾಂಕ್ ಭಾರತದಲ್ಲಿ ಅದು ರೂಪಾಯಿ ಅದೇ ರೀತಿ ಒಂದೊಂದು ಮಾನಗಳಿವೆ (units)ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿ ಅಳೆಯಲು ಕೆಲೊರಿ ಯಾಂತ್ರಿಕಶಕ್ತಿ (ಚಲನಶಕ್ತಿ ಪೊಟೆನ್ಶಲ್ ಎನರ್ಜಿ ) ಅಳೆಯಲು ಜೌಲ್ (joul) . ಅಂಗೈಗಳನ್ನು ಒಂದಕ್ಕೊದು ಉಜ್ಜಿಕೊಂಡರೆ ಶಾಖ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆಂಬುದು ಪುರಾತನ ಕಾಲದಲ್ಲೇ ತಿಳಿದಿತ್ತು .ಆದರೆ ,ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕಶಕ್ತಿಗಳ ನಡುವೆ ಒಂದು ಸಮಾನತೆ ಇದೆಯೆಂಬುದು ಈಚಿನ ಅರಿವು . ನಾವು ಮೊದಲೇ ನೋಡಿದಂತೆ , ಪ್ರತಿ ಶಕ್ತಿಪರಿವರ್ತನೆಯಲ್ಲಿಯೂ ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿಮೊತ್ತ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ; ಮೊದಲಿನಷ್ಟೇ ಇರುತ್ತದೆ . ಅದನ್ನು ಒಬ್ಬ ವ್ಯಕ್ತಿಯ ಒಟ್ಟು ಸಂಪತ್ತಿಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು ; ಸ್ವಲ್ಪ ಭಾಗ ನಗದಿನ ರೂಪದಲ್ಲಿರಬಹುದು . ಸ್ವಲ್ಪ ಭಾಗ ಸ್ಥಿರ ಆಸ್ತಿಯ ರೂಪದಲ್ಲಿರಬಹುದು . ಹಣವನ್ನು ಬಳಸಿ ಆಸ್ತಿಯನ್ನು ಕೊಳ್ಳಬಹುದು , ಆಸ್ತಿಯನ್ನು ಮಾರಿ ಹಣ ಮತ್ತು ಆಸ್ತಿಯ ನಡವಿನ ಸಮಾನತೆ ಕಾಲಕಾಲಕ್ಕೆ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು .ಆದರೆ ಶಕ್ತಿಪರಿವರ್ತನೆಯಲ್ಲಿ ಹಾಗಲ್ಲ . ವಿವಿಧ ಶಕ್ತಿಗಳ ನಡುವಿನ ಸಮಾನತೆ ಯಾವಾಗಲೂ ಸ್ಥಿರ . ಯಾವುದೇ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಹೊರಗಿನಿಂದ ಶಕ್ತಿ ಪ್ರವೇಶಿಸದೆ ಅಥವಾ ಒಳಗಿನಿಂದ ಶಕ್ತಿ ಹೊರಹೋಗದೆ ಶಕ್ತಿಪರಿವರ್ತನೆಯಾದಾಗ ನಿವ್ವಳಶಕ್ತಿಯ ರಕ್ಷಣೆ ಹಾಗೂ ಶಕ್ತಿರೂಪಗಳ ನಡುವಿನ ಸಮಾನತೆಯನ್ನು "ಶಕ್ತಿ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯ ತತ್ವ " (principle of conservation of energy ) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ . ಮೇಲು ನೋಟಕ್ಕೆ ಇದೊಂದು ಸರಳ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಎನಿಸಿದರೂ ಇದರ ಮಹತ್ವ ಅರಿವಾಗಬೇಕಾದರೆ ಬಹಳ ಕಾಲವೇ ಬೇಕಾಯಿತು . ನಿಸರ್ಗದ ಎಲ್ಲ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳಲ್ಲಿಯೂ , ಚಲನೆಯ ನಿಯಮಗಳು ತೋರಿಬರುವಂತೆ, ಶಕ್ತಿಸಂರಕ್ಷಣೆಯೂ ತೋರಿಬರುತ್ತದೆ. ನಾವು ಬಳಸುವ ಪ್ರತಿ ಉಪಕರಣವನ್ನೂ ಅದು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ -ಇಷ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂದರೆ ಇಷ್ಟು ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಸಮ , ಇಷ್ಟ ಪೆಟ್ರೋಲಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿ ಕಾರಿನ ಇಷ್ಟು ಚಲನಶಕ್ತಿಯಾಅಗುತ್ತದೆ, ಹೀಗೆ .

ಉಷ್ಣ ಚಲನ ಸಿದ್ಧಾಂತ

ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯು ಅಣು , ಪರಮಾಣುಗಳ ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ (random)ಚಲನಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ . ಉಷ್ಣ ಎಂದರೆ ಒಂದು ಕಾಯದಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು . ಕಾಯಕ್ಕೆ ಹರಿಯುವ ಒಂದು ರೀತಿಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ದ್ರವ ಎಂದು ಭಾವನೆ ಒಂದು ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಇತ್ತು. ಕೆಲವರು ಅಂತಹ ದ್ರವದ ತೂಕ ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಮಾಡಿದರು . ಆದ್ರವಕ್ಕೆ ಸ್ಥಳಾವಕಾಶ ಬೇಕಾದ್ದರಿಂದ ಬಿಸಿಯದ ಕಾಯ ಉಬ್ಬುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅಂದಿನ ನಂಬಿಕೆಯಾಗಿತ್ತು ! ಅಣು , ಪರಮಾಣುಗಳ ಚಲನಶಕ್ತಿ ಹಾಗೂ ಅವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಕಾಯದ ಉಷ್ಣ ಗುಣಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನದ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಶಾಖೆಯೇ ಉಷ್ಣ ಚಲನ ಸಿದ್ಧಾಂತ . ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಮೂಲ ತತ್ವಗಳು ಬಹಳ ಸರಳ . ತಮ್ಮ ನಿರಂತರ ಅಲುಗಾಟದಿಂದ ಅಣು , ಪರಮಾಣುಗಳು ಚಲನಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ . ಇದೇ ಕಾಯದ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಹಾಗಾಗಿ ಕಾಯದ ತಾಪ ಏರಿದಷ್ಟೂ ಅದರಲ್ಲಿಅಣು, ಪರಮಾಣುಗಳ ಸರಾಸರಿ ಚಲನಶಕ್ತಿಯೂ ಅಧಿಕವಗುತ್ತದೆ. ಘನ ವಸ್ತು ಗಳಲ್ಲಿ ಅಣು , ಪರಮಾಣುಗಳು ಕಂಪಿಸುತ್ತಿರುತ್ತವೆ; ದ್ರವ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಅವು ಚಕ್ರಾಕಾರದಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ; ಅನಿಲದಲ್ಲಿ ಅವು ಒಂದು ಸ್ಥಳದಿಂದ ಮತೋಂದು ಸ್ಥಳಕ್ಕೆ ತೊಯ್ದಾಡುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ಚಲನಶಕ್ತಿಯ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನೇ ಉಷ್ಣ ಎಂದು ಹೇಳುವುದು.ಅಣು, ಪರಮಾಣುಗಳ ರಾಶಿ , ಚಲನವೇಗ ಹಾಗೂ ಅವುಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಒತ್ತಡ, ಗಾತ್ರ , ಮುಂತಾದ ವಿಷಯಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಆಧುನಿಕ ಜ್ಞಾನವಿಲ್ಲದಿದ್ದಲ್ಲಿ ಈ ರೀತಿಯ ಅರಿವು ಅಸಾಧ್ಯವಗುತ್ತಿತ್ತು ಎಂದು ಇಲ್ಲಿ ಒತ್ತಿ ಹೇಳ್ಬೇಕಾಗಿದೆ. ಸೋಜಿಗದ ಸಂಗತಿ ಎಂದರೆ ಅಣು , ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಗ್ರಹಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಮೊದಲೇ ಇಂತಹ ಒಂದು ಚಿತ್ರ ಮೂಡಿತ್ತು. ಭೌತಜಗತ್ತಿನ ಈ ಸತ್ಯವನ್ನು ಬಹಿರಂಗ ಪಡಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾದದ್ದು ಗಣಿತದ ಸಂಶೋಧನೆಗಳಿಂದ.

ಉಷ್ಣ ಯಂತ್ರಗಳು

ಯಾವುದೇ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಹೊಡಿಕೆ ಮತ್ತು ನಾವು ಅದರಿಂದ ವಾಪಸ್ಸು ಪಡೆಯಬಹುದಾದದ್ದು ಇವುಗಳ ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತವೇ ಆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ದಕ್ಷತೆ.

ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒಂದು ರೂಪದಿಂದ ಮತ್ತೊದು ರೂಪಕ್ಕೆ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಕ್ರಿಯೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ನಮ್ಮ ಔದ್ಯೋಗಿಕ ಮತ್ತು ತಾಂತ್ರಿಕ ನಾಗರಿಕತೆ ಬೆಳೆದಿದೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಕ್ರಿಯೆ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ . ಅನಾದಿ ಕಾಲದಿಂದಲೂ ಮಾನವ ಅನೇಕ ವಿಧವಾದೆ ಸೌಲಭ್ಯಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದಾನೆ. ರಾಟೆ,ಮೀಟುಗೋಲಿನಿಂದ ಹಿಡಿದು ನೇಗಿಲು , ಪವನಯಂತ್ರ , ಹೀಗೆ ವಿಧವಿಧವಾದ ಸಲಕರಣೆಗಳು ಎಲ್ಲ ನಾಗರಿಕತೆಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ . ಆದರೆ, ಇವುಗಳ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಅಧ್ಯಯನ ಆರಂಭವಾದದ್ದು ೧೯ನೇ ಶತಮಾನದ ಔದ್ಯೋಗಿಕ ಕ್ರಾಂತಿ ಮತ್ತು ಉಗಿಯಂತ್ರಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರದ ನಂತರವೇ . ಇವೆಲ್ಲದರ ಹಿಂದಿನ ಸ್ಪೂರ್ತಿ ಉಷ್ಣಯಂತ್ರದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ - ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಸಾಧನೆ . ಉಗಿಬಂಡಿ ಅಥವಾ ರೈಲುಗಾಡಿ ಇದರ ಪ್ರಮುಖ ಉದಾಹರಣೆ . ತೊಡಗಿಸಿದ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯ ಎಷ್ಟು ಪಾಲು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗಿದೆ ಎಂಬುದೇ ಅದರ ಕಾರ್ಯಸಮರ್ಥತೆ . ಶೇಕಡ ೩೦ ಕಾರ್ಯಸಮರ್ಥತೆ ಎಂದರೆ ಹೂಡಿದ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು ಮೂರನೇ ಒಂದು ಭಾಗದಷ್ಟು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ ಎಂದು ಅರ್ಥ ಉಳಿದದ್ದು ವಿವಿಧ ರೀತಿಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಯವಾಗುತ್ತದೆ . ಉಷ್ಣಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಒಂದು ಆಕರ (source) ಮತ್ತು ವಿಸರ್ಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ತ್ಯಾಜ್ಯ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳುವ ಗ್ರಾಹಕ (Sink)ಎಂದು ಎರಡು ಭಾಗಗಳನ್ನು ಕಲ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ವಿಸರ್ಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟ , ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಒದಗದ ಶಕ್ತಿ ಕಡಿಮೆಯಾದಷ್ಟೂ ಯಂತ್ರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಅಧಿಕ .

ಥರ್ಮೋಡೈನಮಿಕ್ಸ್-ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮ

ಯಾವ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿಯೂ ಶೇಕಡ ನೂರು ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿಲ್ಲ. ಕೆಲವರು ಶೇಕಡ ನೂರು ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕಾಗಿ ಶ್ರಮಿಸುತ್ತಾರೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ಭಾಷೆಯಲ್ಲಿ ಅದರ ಅರ್ಥ ಏನೆಂದು ಹೇಳುವುದು ಕಷ್ಟ. ಆದರೆ, ಉಷ್ಣಯಂತ್ರಗಳ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ನಿಖರವಾಗಿ ಹೇಳಬಹುದು . ಶೇಕಡ ನೂರು ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಯಂತ್ರ ಎಂದರೆ ತೊಡಗಿಸಿದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು . ನಮಗೆಲ್ಲಾ ಅಂತಹ ಯಂತ್ರ ಬೇಕು ಯಾರುತ್ತಾನೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವ್ಯಯಮಾಡಲು ಬಯಸುತ್ತಾರೆ ? ಆದರೆ ಇದೊಂದು ಮರೀಚಿಕ ಒಂದು ಕಾರು ಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಅದರ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಎಷ್ಟು ಹಣ ಖರ್ಚಾಯಿತೋ ಅಷ್ಟೇ ಬೆಲೆ ಕೊಡುತ್ತೇನೆಂದರೆ ಆಗುತ್ತದೆಯೆ? ಮಾರಾಟಗಾರ ಅದಕ್ಕೆ ಒಪ್ಪಲಾರ ಕಾರಣ , ಕಾರನ್ನು ಫ್ಯಾಕ್ಟರಿಯಿಂದ ಮಳಿಗೆಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುವುದು , ಅದಕ್ಕೆ ಕೊಡಬೇಕಾದ ಸುಂಕಗಳು , ಮಾರಾಟಗಾರನ ಕಮೀಶನ್ , ಹೀಗೆ ಇನ್ನೂ ಎಷ್ಟೋ ಖರ್ಚುಗಳಿರುತ್ತವೆ . ಹಾಗಾಗಿ ನಾವು ಕೊಡುವ ಹಣದ ಒಂದು ಭಾಗ ಮಾತ್ರ ಕಾರಿನ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಖರ್ಚು .

ಅದೇ ರೀತಿ ಉಷ್ಣಯಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಊಡಿಸಿದ ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿಯ ಒಂದು ಭಾಗ ಮಾತ್ರ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ . ಅಂದರೆ ಯಂತ್ರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಯವಾಗಲೂ ಶೇಕಡ ನೂರಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ. ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಶೇಕಡ ನೂರು ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಉಷ್ಣಯಂತ್ರವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ. ನಾವು ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ ಏನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದರ ಮೇಲೆ ನಿಸರ್ಗ ಒಡ್ಡುವ ಮಿತಿ . ಇದು ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿನ ಈ ಆಂತರಿಕ ಮಿತಿಗೆ ಥರ್ಮೋಡೈನಮಿಕ್ಸ್-ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ . ಈ ಮಿತಿಗೆ ಕಾರಣ ಘರ್ಷಣೆ (Friction). ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಎರಡು ಮೇಲ್ಮೈಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಇನ್ನೊಂದರ ಮೇಲೆ ಸರಿಯಲು ಯತ್ನಿಸಿದಾಗ ಆ ಚಲನೆಗೆ ಎದುರಾಗುವ ಪ್ರತಿರೋಧವೇ ಘರ್ಷಣೆ . ಹಾಗಾಗಿ ಘರ್ಷಣೆಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಹೊಡಿದ ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ವಲ್ಪಬಾಗ ವ್ಯಯವಾಗುವುದು ಅನಿವಾರ್ಯ ಆದ್ದರಿಂದ ಪೂರೈಸಿದ ಶಕ್ತಿಗೆ ಸಮನಾದ ಉಪಯುಕ್ತ ಶಕ್ತಿ ಎಂದಿಗೂ ಲಭಿಸಲಾರದು .ಥರ್ಮೋಡೈನಮಿಕ್ಸ್-ನ ಈ ಎರಡನೇ ನಿಯಮ ನಿಸರ್ಗದ ಮೂಲಭೂತ ನಿಯಮಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಅದರ ಸಾರಾಂಶವೇನೆಂದರೆ ನಿಸರ್ಗದ ಆಗುಹೋಗುಗಳು ಬಳಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗದ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು . ಯಾವುದೇ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆಯೇ (Disorder) ಅದರಲ್ಲಿನ ಬಳಸಲಾಗದ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣದ ಸೂಚಕ .

Randomness ಮತ್ತು entropy

ಅಣು ಸಮುಚ್ಚಯದಲ್ಲಿನ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮಟ್ಟ ಭಾರಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಪಂಚದಲ್ಲಿ ತೋರಿಬರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಅನೇಕ ಬಾರಿ ನಮಗೆ ಆಶ್ವರ್ಯ ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲಿನ ಸಾಮರಸ್ಯ , ಸೌಂದರ್ಯದಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತರಾಗುತ್ತೇವೆ . ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಎಲ್ಲ ತೋರಿಕೆಯ ಸಭ್ಯತೆಯ ಹಿಂದೆ ಅಸಂಸ್ಕೃತ ಭಾವೋದ್ವೇಗ ತಾಂಡವಾಡುತ್ತಿರುತ್ತದೆ . ಅದೇ ರೀತಿ ಲೌಕಿಕ ಜಗತ್ತಿನ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಎಲ್ಲ ನಿಯಮಾವಳಿಗಳ ಹಿನ್ನೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಎಡಗೆ ಜಾರುವ ಒಲವು ಪ್ರಭುತ್ವ ಸಾಧಿಸುತ್ತಿರುತ್ತದೆ. ಅದನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಲಾಗದು . ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತ ಘಟನೆಯೂವಿಶ್ವವನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆಯೆಡೆಗೆ ತಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ವಿಶ್ವದ ಅಂತಿಮ ಗುರಿಯೇ ಅತ್ಯಂತ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆ (Supreme chaos) ಎಂಬತೆ ತೋರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಸಂಗದಲ್ಲಿ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆ ಎಂದರೆ ಏನು ಎಂಬುದನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸೋಣ. (Chaos theory ಯಲ್ಲಿ ಇದಕ್ಕೆ ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟ ಅರ್ಥವಿದೆ) ಪ್ರಸ್ತುತದಲ್ಲಿ, ಅನೇಕ ಉಪಭಾಗಗಳಿರುವ ಯಾವುದೇ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಆ ಉಪಭಾಗಗಳ ನಡುವಿನ ಅಸಮರೂಪಕತೆಯನ್ನು (Inhomogeneity). ಅದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಿರುವ ಇಸ್ಪೀಟು ಕಾರ್ಡಿನ ಗುಂಪನ್ನು ಕಲಸಿದಾಗ ನಾವು ಅಲ್ಲಿ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತೇವೆ. ಕಾಫಿಗೆ ಸಕ್ಕರೆ ಬೆರಸಿದಾಗ ಅದರಲ್ಲಿ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತೇವೆ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಒಂದು ವಿಧಾನವಿದೆ. ಆದಕ್ಕೆ ಎಂಟ್ರೊಪಿ (Entropy) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಎಂಟ್ರೊಪಿಯ ಅಂಶವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಎರಡು ವಿಧಾನಗಳಿವೆ. ಯಾವುದೇ ಒಂದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಅಧಿಕವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಯು ಹೇಳಿದರೆ, ಅದರಲ್ಲಿನ ಉಪಭಾಗಗಳನಡುವೆ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅಂಶ ಜಾಸ್ತಿಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಅರ್ಥ. ಭೌತಜಗತ್ತಿನ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ನಿಯಮವೇನೆಂದರೆ ಯಾವುದೇ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಉಷ್ಣಕ್ಕೆ ಸಂಬಂದಪಟ್ಟಂತೆ ಏನೇ ಸಂಭವಿಸಿದರೂ ಅದರ ಅಂತಿಮ ಪರಿಣಾಮ ಆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಎಂಟ್ರೊಪಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು, ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಇದು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಸಮಾನವಾದರೂ ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಿದೆ ಕ್ರಮಬದ್ದವಾದ ಚಲನೆಯಿಂದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಮೂಡುತ್ತದೆ; ಅಣು ಪರಮಾಣುಗಳ ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ಚಲನೆಯಿಂದಾಗಿ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಸಾವಿರ ಸೈನಿಕರು ಕ್ರಮಬದ್ದವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದ್ದರೆ ಅದು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾದೃಶ್ಯ. ಸ್ಟೋಟ ಸಂಭವಿಸಿ ಸೈನಿಕರು ಚೆಲ್ಲಾಪಿಲ್ಲಿಯಾಗಿ ಓಡಿದರೆ ಅದು ಆವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಚಲನೆ. ವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಚಲನೆಯನ್ನು ಆವ್ಯವಸ್ಥಿತಚಲನೆಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು ಸುಲಭ. ಅದರೆ, ಅ ಆವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಚಲನೆಯನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಚಲನೆಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು ಅಷ್ಟು ಸುಲಭವಲ್ಲ -ಅದೂ ಕೋಟ್ಯಂತರ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಂತರಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತಿರುವಾಗ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದಲೇ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಶೇಕಡ ನೂರು ಪಾಲು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಅಣು, ಪರಮಾಣುಗಳ ಚಲನೆಯ ಅವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಲಕ್ಷಾನುಲಕ್ಷ ಅಣುಗಳು , ಎಲ್ಲ ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದ್ದರೆ .ಅದು ಉಷ್ಣಶಕ್ತಿ ಎನಿಸುವುದಿಲ್ಲ . ಅನಿಲದ ಪರಮಾಣುಗಳು ಭ್ರಮರಗಳ ಸಮುದಾಯದಂತೆ ಯದ್ವಾತದ್ವ ಚಲಿಸುತ್ತ , ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಡಿಕ್ಕಿಹೊಡೆಯುತ್ತ , ನಿರಂತರವಾಗಿ ಬೆರೆತುಕೊಳ್ಳುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದಲೇ ಕೊಠಡಿಯ ಒಂದು ಮೂಲೆಯಲ್ಲಿ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿನ ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಅಣುಗಳೂ, ಮತ್ತೊಂದು ಮೂಲೆಯಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೊಜನ್ ಅಣುಗಳೂ, ಹೀಗೆ ಸಾಂದ್ರೀಕೃತವಾಗುವುದಿಲ್ಲ . ಇಸ್ಪೀಟಿನ ಎಲೆಗಳನ್ನು ಬೆರಸಿದಾಗ ಎಲ್ಲ ಕಳಾವರ್ಗಳೂ ಸಮೂಹದ ಮೇಲ್ಬಾಗದಲ್ಲೇ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುವುದಿಲ್ಲವಲ್ಲ ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಿಂದ ನಮಗೆ ಲಭ್ಯವಾಗಿರುವ ಒಂದು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾದ ತಿಳಿವಳಿಕೆಎಂದರೆ ಸಮಗ್ರ ವಿಶ್ವದ ಎಂಟ್ರೊಪಿ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿದೆಯೇ ಹೊರತು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಸತ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಕಾಲದ ದಿಕ್ಕು (Direction of time) ನಿಕಟವಾಗಿ ಹೆಣೆದುಕೊಂಡಿದೆ ಎಂಬುದು ಹಾಗಾಗಿ ಕಾಲವೆಂಬ ಪ್ರವಹ ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತದ್ದೆ , ಅದನ್ನು ತಿರುಗಿಸುವುದು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ .ಈ ಅರಿವೇ ವಿಶ್ವದ ಎಂಟ್ರೊಪಿ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಏರುತ್ತಿದೆ ಎಂಬ ಸತ್ಯದ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸೂಚಕ .