ताप

घरमा हामीले सुनेकै यी हरेक सावधानीको एउटा वैज्ञानिक कारण छ। उत्तर खोल्नुअघि हरेकको कारण आफैँ भन्ने कोसिस गर्नुहोस्।

यी चारैमा एउटै कुरा मिल्छ: सबै तापसँग सम्बन्धित छन्। ताप कसरी सर्छ र वस्तुमा यसले के असर पार्छ भन्ने कुरा नै यी सावधानीका कारण हुन्। सुरुमा ताप भनेको के हो, त्यो हेरौँ।

सबै पदार्थ परमाणु वा अणुले बनेका हुन्छन्। यी कण सधैँ चलिरहेका हुन्छन्: कम्पन गर्छन्, घुम्छन् र यताउता दौडिन्छन्। चल्ने भएकाले तिनमा गति ऊर्जा हुन्छ। मनतातो पानीका अणु चिसो पानीका अणुभन्दा छिटो चल्छन् भने तातो पानीका अणु झन् छिटो चल्छन्।

कुनै पदार्थका सबै अणुको गति ऊर्जाको योगलाई थर्मल ऊर्जा भनिन्छ। बराबर पिण्डको तातो पानी, धाराको पानी र चिसो पानीमध्ये तातो पानीमा सबैभन्दा बढी थर्मल ऊर्जा हुन्छ भने चिसो पानीमा सबैभन्दा कम।

कुनै पनि बेला सबै अणु एउटै वेगमा चलेका हुँदैनन्। कुनै छिटो चलेका हुन्छन् भने कुनै ढिलो। यसैले तिनको औसत गति ऊर्जालाई महत्त्व दिइन्छ। पदार्थका अणुको औसत गति ऊर्जाको नापलाई तापक्रम भनिन्छ। वस्तु बढी तातो हुनु भनेको त्यसका अणु औसतमा बढी छिटो चल्नु हो।

तापक्रमको SI एकाइ केल्भिन (K) हो। दैनिक जीवनमा भने डिग्री सेल्सियस (°C) प्रयोग गरिन्छ। तापक्रम थर्मोमिटरले नापिन्छ। एक केल्भिनको फरक र एक डिग्री सेल्सियसको फरक बराबर हुन्छ। सुरु हुने विन्दु मात्र फरक हुन्छ:

$$T\ (\text{K मा}) = t\ (\text{°C मा}) + 273$$

थर्मल ऊर्जा बढी, तर तापक्रम कम

एउटा पहेली हेरौँ। ताप्केमा उम्लिरहेको पानीको तापक्रम 100 °C छ। नुहाउने मनतातो पानीले भरिएको ठुलो बाल्टिनको तापक्रम 30 °C छ। कुनमा बढी थर्मल ऊर्जा होला?

ताप्केका अणु औसतमा बढी छिटो चल्ने भएकाले ताप्केको तापक्रम बढी हुन्छ। तर बाल्टिनमा धेरै बढी अणु हुन्छन्। हरेक अणु ढिलो चले पनि अणुको सङ्ख्या निकै धेरै भएकाले तिनको गति ऊर्जाको योग बढी हुन्छ। तसर्थ उम्लिरहेको ताप्केको भन्दा मनतातो पानीको बाल्टिनमा बढी थर्मल ऊर्जा हुन्छ। पदार्थको थर्मल ऊर्जा त्यसको पिण्ड (अणुको सङ्ख्या) र अणुको औसत वेग (तापक्रम) मा निर्भर गर्छ।

ताप

ताप्केको उम्लिरहेको पानी बाल्टिनमा खन्याउँदा ताप्केका छिटो चल्ने अणु बाल्टिनका ढिलो चल्ने अणुसँग ठोक्किन्छन् र आफ्नो केही ऊर्जा तिनलाई दिन्छन्। यसरी थर्मल ऊर्जा तातो पानीबाट कम तातो पानीमा सर्छ।

तापक्रमको फरकका कारण एक ठाउँबाट अर्को ठाउँमा सर्ने थर्मल ऊर्जालाई ताप भनिन्छ। अरू सबै ऊर्जाजस्तै तापको एकाइ पनि जुल (J) हो। तापलाई क्यालोरिमिटर भन्ने उपकरणले नाप्न सकिन्छ।

ताप तीन तरिकाले सर्छ: सञ्चालन, संवाहन र विकिरण। स्टिलको प्लेटमा जस्तै सञ्चालनमा ताप ठोस पदार्थभित्र एउटा अणुबाट अर्को अणुमा सर्छ। भाँडामा तातो पानी माथि उठेजस्तै संवाहनमा चलिरहेको तरल वा ग्यासले ताप बोकेर लैजान्छ। विकिरणमा ताप नदेखिने इन्फ्रारेड किरणका रूपमा सर्छ। घाम वा आगोको न्यानोपन यसैगरी हामीसम्म आइपुग्छ।

कुनै वस्तु छुँदा त्यसबाट ताप हाम्रो शरीरभित्र पस्यो भने त्यो वस्तु तातो लाग्छ। ताप हाम्रो शरीरबाट बाहिर त्यस वस्तुमा गयो भने त्यो चिसो लाग्छ।

ताप सधैँ बढी तापक्रम भएको वस्तुबाट कम तापक्रम भएको वस्तुतर्फ सर्छ। आफैँ कहिल्यै उल्टोतिर सर्दैन। दुवै वस्तुको तापक्रम बराबर नभएसम्म ताप सरिरहन्छ र त्यसपछि सर्न छोड्छ। यस अवस्थालाई तापक्रम सन्तुलन भनिन्छ।

ठोस पदार्थका कणहरू तिनीहरूबिचको आकर्षण बलले गर्दा एकअर्काको नजिक निश्चित क्रममा बाँधिएका हुन्छन्। तर पनि ती स्थिर नरही आफ्नै ठाउँमा कम्पन गरिरहन्छन्। तरल पदार्थका कण पनि नजिकै हुन्छन्, तर एकअर्कामाथि चिप्लिन सक्छन्। ग्यासका कण भने एकअर्काबाट टाढा टाढा हुन्छन् र स्वतन्त्र रूपमा यताउता उड्छन् (चित्र 9.2)।

ठोस पदार्थलाई तताउँदा त्यसका कणले थप ऊर्जा पाउँछन् र झन् जोडले कम्पन गर्छन्। कम्पन बढ्दै जाँदा कणहरूले एकअर्कालाई अलि टाढा धकेल्छन् र तिनीहरूबिचको आकर्षण बल कमजोर हुन्छ। यसरी ठोस पदार्थको आयतन अलिकति बढ्छ, अर्थात् पदार्थ फुक्छ। ताप छोड्दा भने कण ढिलो चल्छन्, तापक्रम घट्छ र ठोस पदार्थ खुम्चिन्छ। धेरैजसो पदार्थ तताउँदा फुक्छन् र चिस्याउँदा खुम्चिन्छन्।

इन्जिनियरहरूले जताततै फुकाइको ख्याल राख्नुपर्छ। गर्मी दिनमा लम्बिँदा बाङ्गिन नदिन रेलका लिक र लामा पुलमा साना खाली ठाउँ छोडिन्छन्। जाडोमा खुम्चिँदा नचुँडियोस् भनेर बिजुली र टेलिफोनका तार अलि खुकुलो गरी टाँगिन्छन्। फुकाइलाई दैनिक काममा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ। काँचको बट्टाको धातुको बिर्को अड्कियो भने बिर्कोलाई तातो पानीमुनि राख्नुपर्छ। धातु काँचभन्दा बढी फुक्ने भएकाले बिर्को खुकुलो हुन्छ।

लगभग सबै पदार्थ तताउँदा फुक्छन्। पानी पनि फुक्छ, तर तापक्रमको एउटा सानो दायरामा भने यस्तो हुँदैन। यही एउटा अपवादको निकै ठुलो महत्त्व छ।

• पानीलाई 0 °C बाट 4 °C सम्म तताउँदा यो खुम्चिन्छ, अर्थात् यसको आयतन घट्छ।
• 4 °C भन्दा माथि अरू पदार्थजस्तै पानी पनि तताउँदा फुक्छ।
• उल्टो क्रममा, पानीलाई 4 °C सम्म चिस्याउँदा यो खुम्चिन्छ, तर 4 °C बाट 0 °C सम्म चिस्याउँदा फुक्छ।

त्यसैले 4 °C मा (अझ ठ्याक्कै भन्दा 3.98 °C मा) पानीको आयतन सबैभन्दा कम र घनत्व सबैभन्दा बढी हुन्छ। पानीको यो अनौठो गुणलाई पानीको असाधारण प्रसार भनिन्छ। असाधारण भनेको “सामान्य नियम नमान्ने” हो।

त्यसमाथि 0 °C को पानी जम्दा फेरि करिब 9% फुक्छ। बरफको घनत्व (करिब 917 kg/m³) पानीको घनत्व (1000 kg/m³) भन्दा कम हुने भएकाले बरफ पानीमा तैरिन्छ।

पानीको असाधारण प्रसारका असर

ताल माथिबाट जम्छ, माछा बाँच्छन्

जाडोमा नेपालका उच्च हिमाली क्षेत्रजस्ता चिसो ठाउँमा हावाको तापक्रम 0 °C भन्दा तल झर्छ। यस्तो बेला तालको सतहको पानी सबैभन्दा पहिले चिसिन्छ।

1. पानी 4 °C भन्दा माथि रहुन्जेल चिसिएको सतहको पानीको घनत्व बढ्छ र यो डुब्छ। यसको ठाउँ लिन तलको तातो पानी माथि आउँछ। यसरी सबै पानी 4 °C को नहुन्जेल पूरै ताल चिसिँदै जान्छ।
2. अब सतहको पानी 4 °C भन्दा तल चिसिन्छ। यसको घनत्व घट्ने भएकाले यो माथि नै रहन्छ। 4 °C को सबैभन्दा गह्रौँ पानी पिँधमा रहन्छ।
3. यसरी पिँधबाट माथितिर 4 °C, 3 °C, 2 °C, 1 °C र 0 °C का पानीका तह बन्छन्। सबैभन्दा माथिको तह जमेर बरफ बन्छ र बरफ तैरिन्छ।
4. बरफ तापको कुचालक भएकाले यसले कम्बलको काम गर्छ र बरफमुनिको पानी तरल नै रहन्छ र पिँधको पानी करिब 4 °C को हुन्छ।

यसरी ताल माथिबाट तलतिर जम्छ। माछा, भ्यागुता र पानीका बिरुवा बरफमुनिको पानीमा जाडो काट्छन्।

फुटेका पाइप र चर्किएका बोतल

धेरै चिसो ठाउँमा जाडोमा पानीका पाइप फुट्छन्। पाइपभित्रको पानी 4 °C भन्दा तल चिसिँदा फुक्छ। जम्दा यो करिब 9% थप फुक्छ र पाइपले थेग्नै नसक्ने ठुलो चाप दिन्छ। डिप फ्रिजमा राखेको पानी भरिएको बोतल पनि यसैगरी चर्किन्छ। पाइप फुट्न नदिन चिसो ठाउँका मानिसहरू पानीका पाइप बेर्छन्, जमिनमा गहिरो गरी गाड्छन् वा चिसो रातभरि धाराबाट पानी बिस्तारै बगिरहन दिन्छन्।

यी जोडीलाई 15–20 मिनेटजति दिउँसोको चर्को घाममा राख्नुहोस्: स्टिलको प्लेट र सेरामिकको प्लेट; प्लास्टिकको कुर्सी र काठको कुर्सी; सुख्खा बालुवाको ट्रे र भिजेको माटोको ट्रे; स्टिलको भाँडो र काँचको भाँडो। त्यसपछि तिनलाई छोएर हेर्नुहोस्। हरेक जोडीमा एउटा वस्तु अर्कोभन्दा धेरै बढी तातेको पाइन्छ। उही घाममा पनि फरक फरक पदार्थ फरक फरक दरले तात्छन्।

कुनै वस्तुले कति ताप लिन्छ र त्यसको तापक्रम कति बढ्छ भन्ने कुरा त्यो वस्तु केले बनेको छ, त्यो कति छ र त्यसको आकार र रङ कस्तो छ भन्नेमा समेत निर्भर गर्छ। कालो र फराकिलो वस्तुले बढी घाम सोस्छ।

चाहिने ताप केमा निर्भर गर्छ

त्यसैले कुनै पदार्थले लिने वा छोड्ने ताप $Q$:

• तापक्रमको परिवर्तन उही रहँदा पदार्थको पिण्ड $m$ सँग समानुपातिक हुन्छ: $Q \propto m$ … (i)
• पिण्ड उही रहँदा पदार्थको तापक्रमको परिवर्तन $(T_2 - T_1)$ सँग समानुपातिक हुन्छ: $Q \propto (T_2 - T_1)$ … (ii)

(i) र (ii) लाई मिलाउँदा $Q \propto m(T_2 - T_1)$ हुन्छ। त्यसैले,

$$Q = ms(T_2 - T_1) \quad \text{… (iii)}$$

यहाँ $s$ हरेक पदार्थका लागि एउटा अचर राशि हो। यसलाई त्यस पदार्थको विशिष्ट तापधारण क्षमता भनिन्छ। यो समीकरणलाई ताप समीकरण भनिन्छ। यसअनुसार पदार्थले लिने वा छोड्ने ताप त्यसको पिण्ड, विशिष्ट तापधारण क्षमता र तापक्रमको परिवर्तनको गुणनफल बराबर हुन्छ। यहाँ $T_1$ सुरुको र $T_2$ अन्तिम तापक्रम हो। कुनै कुनै पुस्तकमा तापक्रमको परिवर्तनलाई $\Delta T$ वा $\theta$ ले र $s$ लाई $c$ ले जनाइन्छ।

(iii) बाट $s = \dfrac{Q}{m(T_2 - T_1)}$ हुन्छ। यसमा $m$ = 1 kg र $T_2 - T_1$ = 1 °C राख्दा $s = Q$ हुन्छ। त्यसैले,

कुनै पदार्थको 1 kg को तापक्रम 1 °C ले बढाउन चाहिने तापलाई त्यस पदार्थको विशिष्ट तापधारण क्षमता भनिन्छ।

यसको SI एकाइ जुल प्रतिकेजी प्रतिडिग्री सेल्सियस (J/kg °C) हो। 1 °C को फरक र 1 K को फरक बराबर हुने भएकाले यो एकाइ J/kg K सँग बराबर हुन्छ।

पदार्थ	विशिष्ट तापधारण क्षमता (J/kg °C)	पदार्थ	विशिष्ट तापधारण क्षमता (J/kg °C)
पानी	4,200	आल्मिनियम	884
इथाइल अल्कोहल	2,400	फलाम	460
मटितेल	2,010	तामा	385
बरफ	2,100	चाँदी	236
पारो	126	सुन	130

यसअनुसार 1 kg पानीको तापक्रम 1 °C ले बढाउन 4,200 J ताप चाहिन्छ। 1 kg बरफका लागि 2,100 J मात्र र 1 kg सुनका लागि जम्मा 130 J चाहिन्छ। पानी र बरफ एउटै पदार्थका दुई अवस्था भए तापनि तिनको विशिष्ट तापधारण क्षमता फरक फरक हुन्छ। सामान्य पदार्थमध्ये धेरै थोरैको मात्र विशिष्ट तापधारण क्षमता पानीको भन्दा बढी हुन्छ। पानीलाई तताउन “गाह्रो” हुन्छ र यो उत्तिकै ढिलो चिसिन्छ पनि।

तापको हिसाब

तातो र चिसो मिसाउँदा: छोडेको ताप = लिएको ताप

तातो पानीमा चिसो पानी मिसाउँदा दुवैको तापक्रम बराबर नभएसम्म तातो पानीबाट चिसो पानीतर्फ ताप सर्छ। वरपरको वातावरणमा कुनै ताप नगएमा तातो पानीले छोडेको सबै ताप चिसो पानीले लिन्छ:

$$\text{तातो पानीले छोडेको ताप} = \text{चिसो पानीले लिएको ताप}$$

यसलाई क्यालोरिमेट्रीको सिद्धान्त (वा मिश्रणको सिद्धान्त) भनिन्छ।

विशिष्ट तापधारण क्षमताका उपयोग

पानीको विशिष्ट तापधारण क्षमता धेरै उच्च हुन्छ। प्रत्येक 1 kg पानीको तापक्रम 1 °C ले मात्र बदलिन पनि पानीले 4,200 J ताप लिनुपर्छ वा छोड्नुपर्छ। पानीको यही गुणका कारण यसलाई धेरै काममा प्रयोग गरिन्छ।

• इन्जिन चिस्याउन। कार, बस वा मोटरसाइकलको रेडिएटर पानीले (अलिकति एन्टिफ्रिज मिसाएर) भरिएको हुन्छ। यो पानी तातो इन्जिनको वरिपरि बग्दै आफू धेरै नतातिई ठुलो मात्रामा ताप लिन्छ। त्यसपछि रेडिएटरमा पुगेर त्यो ताप हावामा छोड्छ। यही कारणले थर्मल पावर स्टेसनमा पनि चिस्याउन धेरै पानी प्रयोग गरिन्छ। तातो वस्तु चिस्याउन प्रयोग गरिने यस्तो पदार्थलाई कुलेन्ट भनिन्छ।
• न्यानो राख्न। तातो पानी भरिएको हट वाटर ब्याग बिस्तारै चिसिँदै धेरै ताप दिन्छ र घण्टौँसम्म तातो रहन्छ। यसलाई ओछ्यान न्यानो पार्न र मांसपेशीको दुखाइ कम गर्न सेक्न प्रयोग गरिन्छ।
• ज्वरो आउँदा निधारमा भिजेको पट्टी राख्दा उच्च ज्वरो घट्न मदत पुग्छ। तात्दै जाँदा पानीले छालाबाट धेरै ताप लिन्छ र वाष्पीकरण हुँदा झन् धेरै ताप लिन्छ।
• हाम्रो शरीरको धेरैजसो भाग पानी हो: वयस्कको पिण्डको करिब 60%, बच्चामा योभन्दा बढी र जेलीफिसजस्ता कुनै कुनै जनावरमा 90% भन्दा बढी। यत्रो पानीले मांसपेशीले उत्पन्न गर्ने ताप सोस्ने भएकाले शरीरको तापक्रम एक्कासि बढ्दैन र करिब 37 °C मा स्थिर रहन्छ।

सी ब्रिज र ल्यान्ड ब्रिज

घमाइलो दिनमा घामले जमिन र समुद्रलाई बराबर तताउँछ। तर सुख्खा बालुवाको विशिष्ट तापधारण क्षमता करिब 800 J/kg °C मात्र हुन्छ, अर्थात् पानीको भन्दा करिब पाँच गुणा कम। त्यसैले जमिन समुद्रभन्दा धेरै छिटो तात्छ। तातो जमिनमाथिको हावा तातेर फुक्छ, हलुका हुन्छ र माथि उठ्छ। यसले गर्दा जमिनमाथि न्यून चाप बन्छ र त्यो ठाउँ लिन समुद्रमाथिको चिसो हावा जमिनतर्फ बहन्छ। दिउँसो समुद्रबाट जमिनतर्फ बहने यो चिसो हावालाई सी ब्रिज भनिन्छ।

राति जमिन र समुद्र दुवैले विकिरणद्वारा ताप गुमाउँछन्। जमिन छिटो चिसिन्छ भने उच्च विशिष्ट तापधारण क्षमता भएको समुद्र न्यानै रहन्छ। अब समुद्रमाथिको न्यानो हावा माथि उठ्छ र जमिनबाट चिसो हावा समुद्रतर्फ बहन्छ। यसलाई ल्यान्ड ब्रिज भनिन्छ।

यी हावाका कारण र बिस्तारै तात्ने तथा बिस्तारै चिसिने समुद्रका कारण समुद्र किनारका ठाउँमा दिउँसो धेरै गर्मी र राति धेरै जाडो हुँदैन। मरुभूमिमा भने बालुवा र हावामा थोरै मात्र पानी हुने भएकाले त्यहाँ दिउँसो जमिन छिटो तात्छ र राति छिटो ताप गुमाउँछ। मरुभूमिमा दिउँसो 45 °C सम्म पुगेको तापक्रम राति जम्ने तापक्रमको नजिक पुग्न सक्छ।

तीनओटा कचौराको क्रियाकलापमा देखिएझैँ छालाले तापक्रम ठ्याक्कै थाहा पाउन सक्दैन। यसका लागि थर्मोमिटर प्रयोग गरिन्छ। हरेक किसिमको थर्मोमिटरमा तापक्रमअनुसार बदलिने कुनै न कुनै गुणको प्रयोग गरिन्छ।

क. तरलयुक्त थर्मोमिटर

यसमा तरल (पारो वा रङ हालिएको अल्कोहल) भरिएको काँचको पातलो बल्ब हुन्छ। बल्ब केशनली भनिने धेरै मसिनो नलीसँग जोडिएको हुन्छ र नलीको छेउमा स्केल हुन्छ। बल्बलाई तातो वस्तुको सम्पर्कमा ल्याउँदा ताप तरलमा सर्छ। तरल फुक्छ र साँघुरो नलीमा माथि चढ्छ। तरल स्केलको जुन अङ्कमा रोकिन्छ, त्यही वस्तुको तापक्रम हो। नली निकै मसिनो हुने भएकाले थोरै फुक्दा पनि तरलको धागो धेरै माथि सर्छ र यसलाई पढ्न सजिलो हुन्छ।

पारो राम्रो थर्मोमेट्रिक तरल हो। पारो तापको सुचालक भएकाले तापक्रम बदलिनेबित्तिकै यो पनि छिट्टै फुक्छ वा खुम्चिन्छ। यो एकनासले फुक्छ, चम्किलो भएकाले सजिलै देखिन्छ, काँचमा टाँसिँदैन र −39 °C देखि 357 °C सम्म तरल अवस्थामा रहन्छ। अल्कोहल −114 °C मा मात्र जम्ने भएकाले धेरै चिसो ठाउँमा पारोको सट्टा अल्कोहल थर्मोमिटर प्रयोग गरिन्छ। पारो विषालु हुने भएकाले मिनामाटा महासन्धि नामको अन्तर्राष्ट्रिय सम्झौताअनुसार सन् 2020 देखि धेरै देशमा पारोका थर्मोमिटर हटाएर डिजिटल थर्मोमिटर प्रयोग गर्न थालिएको छ।

शरीरको तापक्रम नाप्ने क्लिनिकल थर्मोमिटरको नलीमा बल्बभन्दा अलि माथि एउटा सानो मोड (kink) हुन्छ। थर्मोमिटर मुखबाट निकाल्दा पारोको धागो त्यही मोडमा चुँडिन्छ र जहाँको त्यहीँ रहन्छ। यसले गर्दा डाक्टरले बिरामीको तापक्रम पछि पनि पढ्न सक्नुहुन्छ। फेरि प्रयोग गर्नुअघि थर्मोमिटरलाई झट्काएर पारो तल झार्नुपर्छ।

ख. डिजिटल थर्मोमिटर

डिजिटल थर्मोमिटरको टुप्पोमा एउटा सानो थर्मिस्टर हुन्छ। थर्मिस्टर तापक्रमअनुसार विद्युत् अवरोध धेरै बदलिने एउटा अवरोधक हो। टुप्पोलाई शरीरको सम्पर्कमा राख्दा शरीरबाट ताप थर्मिस्टरमा सर्छ र यसको अवरोध बदलिन्छ। अवरोध बदलिँदा परिपथको विद्युत् धारा पनि बदलिन्छ। एउटा सानो चिपले धाराको यो परिवर्तनलाई तापक्रममा बदल्छ र तापक्रम डिस्प्लेमा अङ्कका रूपमा देखिन्छ।

ग. रेडिएसन (इन्फ्रारेड) थर्मोमिटर

हरेक न्यानो वस्तुबाट नदेखिने इन्फ्रारेड विकिरण निस्कन्छ। वस्तु जति तातो हुन्छ, विकिरण पनि उति बढी निस्कन्छ। रेडिएसन थर्मोमिटर (इन्फ्रारेड थर्मोमिटर) मा एउटा लेन्स हुन्छ। लेन्सले वस्तुबाट आएको इन्फ्रारेड विकिरणलाई सेन्सरमा केन्द्रित गर्छ। सेन्सरले यसलाई विद्युत् सङ्केतमा बदल्छ र डिस्प्लेमा तापक्रम देखिन्छ। यो थर्मोमिटर वस्तुमा छुवाउनु पर्दैन। निधार वा तातो ताप्केतिर फर्काए मात्र पुग्ने भएकाले यसबाट तापक्रम छिटो, सुरक्षित र सफा तरिकाले नापिन्छ। कोभिड-19 महामारीका बेला जताततै ढोकामा यही थर्मोमिटर प्रयोग गरिएको थियो।

थर्मोमिटरको क्यालिब्रेसन

थर्मोमिटरमा स्केल चिह्न लगाउने प्रक्रियालाई क्यालिब्रेसन भनिन्छ। यसका लागि सुरुमा दुईओटा स्थिर विन्दु चिह्न लगाइन्छ:

• तल्लो स्थिर विन्दु: शुद्ध पग्लिरहेको बरफको तापक्रम, 0 °C
• माथिल्लो स्थिर विन्दु: एक वायुमण्डलीय चापमा (समुद्री सतहको मानक चापमा) उम्लिरहेको शुद्ध पानीको सतहभन्दा ठिक माथिको बाफको तापक्रम, 100 °C

त्यसपछि यी दुई बिन्दुबिचको दुरीलाई बराबर भागमा बाँडिन्छ। सेल्सियस स्केलमा यो दुरीलाई 100 भागमा बाँडिन्छ र हरेक भागले 1 °C जनाउँछ।

फरक फरक स्केलमा उही स्थिर विन्दुका लागि फरक फरक अङ्क लिइन्छ:

स्केल	तल्लो स्थिर विन्दु (बरफ पग्लने)	माथिल्लो स्थिर विन्दु (पानी उम्लने)	बिचका भाग
सेल्सियस	0 °C	100 °C	100
फरेनहाइट	32 °F	212 °F	180
केल्भिन	273 K	373 K	100

हरेक स्केलमा उही दुरीलाई आफ्नै सङ्ख्याका भागमा बाँडिने भएकाले एउटा स्केलको तापक्रमलाई अर्को स्केलमा बदल्न सकिन्छ:

$$\frac{C - 0}{100} = \frac{F - 32}{180} = \frac{K - 273}{100}$$

समुद्री सतहको चापमा मात्र पानी 100 °C मा उम्लन्छ। तरलका अणु माथिको हावाको चापविरुद्ध बाफका फोका बनाउन सक्ने गरी छिटो चल्न थालेपछि तरल उम्लन्छ। हावाको चाप कम भएमा फोका सजिलै बन्छन् र पानी कम तापक्रममै उम्लन्छ।

जति माथि गयो, हावा उति पातलो हुन्छ र हावाको चाप उति घट्छ। त्यसैले उचाइ बढ्दै जाँदा पानी उम्लने विन्दु घट्दै जान्छ। काठमाडौँ र भक्तपुर (करिब 1,400 m) मा पानी करिब 95 °C मा उम्लन्छ। नाम्चे बजार (3,440 m) मा करिब 89 °C मा र सगरमाथाको चुचुरोमा करिब 70 °C मै पानी उम्लन्छ। यति तापक्रममा भात वा दाल राम्ररी नपाक्ने भएकाले पहाडमा प्रेसर कुकर निकै उपयोगी हुन्छ। प्रेसर कुकरमा बाफ थुनिने भएकाले भित्रको चाप हावाको चापको करिब दोबर हुन्छ। यसले गर्दा पानी करिब 120 °C मा उम्लन्छ र खाना छिटो पाक्छ।

1. तलका प्रश्नको सही विकल्प छान्नुहोस्

2. फरक लेख्नुहोस्

3. कारण लेख्नुहोस्

4. तलका प्रश्नको उत्तर लेख्नुहोस्

5. तल दिइएका गणितीय समस्या समाधान गर्नुहोस्