निम्नलिखित में से किस उपकरण का उपयोग -250°C तापमान मापने के लिए किया जा सकता है ?

सही — D, ताप-वैद्युत युग्म आधारित तापमापी। -250 डिग्री C एक निम्नतापी (क्रायोजेनिक) तापमान है (लगभग 23 K, द्रव हाइड्रोजन जैसी ठंडक के आसपास)। काँच-में-द्रव वाले तापमापी वहाँ तक पहुँच ही नहीं सकते — पारा लगभग -39 डिग्री C पर और ऐल्कोहल लगभग -114 डिग्री C पर जम जाता है — और डॉक्टरी थर्मामीटर केवल 35-42 डिग्री C तक फैला होता है। ताप-वैद्युत युग्म, जो दो भिन्न धातुओं की संधियों के तापांतर से एक छोटा वोल्टता उत्पन्न करता है, बहुत विस्तृत परास पर काम करता है, जिसमें निम्नतापी तापमान भी सम्मिलित हैं; इसलिए दिए गए उपकरणों में केवल यही -250 डिग्री C माप सकता है।

अन्य विकल्प क्यों गलत हैं

• (a)
  किसी पारा आधारित तापमापी का उपयोग करके — पारा लगभग -39 डिग्री C पर जम (ठोस हो) जाता है, अतः वह -250 डिग्री C से बहुत पहले ही ठोस हो जाता है और ऐसा तापमान नहीं माप सकता।
• (b)
  किसी ऐल्कोहल आधारित तापमापी का उपयोग करके — ऐल्कोहल पारे से नीचे तक जाता है, पर केवल लगभग -115 डिग्री C तक (एथेनॉल लगभग -114 डिग्री C पर जम जाता है) — फिर भी -250 डिग्री C से कहीं ऊपर।
• (c)
  किसी डॉक्टरी (क्लिनिकल) थर्मामीटर का उपयोग करके — डॉक्टरी (ज्वर) थर्मामीटर शरीर के तापमान के लिए लगभग 35-42 डिग्री C के अत्यंत छोटे परास पर अंशांकित होता है — निम्नतापी मापन के लिए बिलकुल अनुपयोगी।

किसी तापमापी का उपयोगी परास उस भौतिक गुण से तय होता है जिसका वह उपयोग करता है। काँच-में-द्रव वाले तापमापी किसी द्रव के तापीय प्रसार पर निर्भर करते हैं और उस द्रव के जमते ही काम करना बंद कर देते हैं (पारा लगभग -39 डिग्री C, ऐल्कोहल लगभग -114 डिग्री C)। इसके विपरीत ताप-वैद्युत युग्म सीबेक प्रभाव का उपयोग करता है — दो भिन्न धातुओं की संधि पर उत्पन्न वोल्टता, जो तापमान पर निर्भर होती है — इसलिए यह निम्नतापी (-250 डिग्री C से नीचे) से लेकर 1000 डिग्री C से भी कहीं ऊपर तक के विशाल परास को समेटता है।

मुख्य तथ्य

• पारा लगभग -39 डिग्री C पर और ऐल्कोहल (एथेनॉल) लगभग -114 डिग्री C पर जम जाता है — ये ही ऐसे तापमापियों की निचली सीमाएँ हैं।
• डॉक्टरी थर्मामीटर केवल लगभग 35-42 डिग्री C (मानव शरीर का परास) पढ़ता है।
• ताप-वैद्युत युग्म सीबेक प्रभाव (दो भिन्न धातुओं की संधियों से उत्पन्न वोल्टता) का उपयोग करता है और निम्नतापी से लेकर अत्यधिक उच्च तापमानों तक फैला रहता है।
• -250 डिग्री C लगभग 23 K है, जो एक निम्नतापी तापमान है (द्रव हाइड्रोजन के निकट, जो लगभग 20 K पर उबलता है)।

सामान्य भ्रम

• ऐल्कोहल को इसलिए चुन लेना कि 'ऐल्कोहल पारे से नीचे तक जाता है' — फिर भी वह लगभग -114 डिग्री C पर जम जाता है, जो -250 डिग्री C से कहीं ऊपर है।
• यह भूल जाना कि डॉक्टरी थर्मामीटर शरीर के तापमान के आसपास केवल कुछ ही डिग्री तक फैला होता है।

इस प्रश्न से सीधे संबंधित कोई पूर्व PYQ उपलब्ध नहीं।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  लगभग 1500 डिग्री C पर किसी भट्ठी का तापमान मापने के लिए कौन-सा उपकरण सर्वाधिक उपयुक्त है?

  • (a)डॉक्टरी थर्मामीटर
  • (b)पारा तापमापी
  • (c)पायरोमीटर
  • (d)ऐल्कोहल तापमापी
  उत्तर(c) पायरोमीटर — पारे के क्वथनांक से भी ऊपर के अत्यधिक उच्च तापमानों के लिए एक विकिरण तापमापी।
• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  ताप-वैद्युत युग्म किस सिद्धांत पर कार्य करता है?

  • (a)किसी द्रव का तापीय प्रसार
  • (b)सीबेक प्रभाव (ताप-विद्युत वाहक बल)
  • (c)दाब के साथ प्रतिरोध में परिवर्तन
  • (d)गुप्त ऊष्मा
  उत्तर(b) सीबेक प्रभाव — भिन्न तापमानों पर रखी दो भिन्न धातुओं की संधियों के बीच वोल्टता उत्पन्न होती है।