ആദ്യകാലത്തെ ശാസ്ത്രത്തിന് നിരവധി പരിമിതികള്‍ ഉണ്ടായിരുന്നു. ആ പരിമിതികളില്‍ നിന്നു ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ശാസ്ത്ര നിര്‍വചനങ്ങളില്‍ പലതും പില്‍ക്കാലത്ത് ശുദ്ധമണ്ടത്തരമാണെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ആ കാലത്ത് താപത്തെ ശാസ്ത്രം നിര്‍വ്വചിച്ചത് ഇങ്ങനെയാണ് 'അദൃശ്യമായ ഭാരമില്ലാത്ത വസ്തുവാണ് താപം. ഇത് ദ്രാവക രൂപത്തിലാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. സ്പര്‍ശിച്ചു നില്‍ക്കുന്ന രണ്ട് വസ്തുക്കളില്‍ ചൂട് കൂടിയ വസ്തുവില്‍നിന്നു കുറഞ്ഞ വസ്തുവിലേക്ക് ഇവയ്ക്ക് ഒഴുകാന്‍ സാധിക്കും'. ലോക പ്രസിദ്ധ ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ലാവോസിയ താപത്തിനു നല്‍കിയ പേര് കലോറിക് എന്നാണ്. പിന്നീട് അനേകം വാമൊഴി നിര്‍വചനങ്ങളും പ്രചരണങ്ങളും താപ സംബന്ധമായിട്ടുണ്ടായി. ബെഞ്ചമിന്‍ തോംപ്‌സണ്‍ എന്ന അമേരിക്കന്‍ ശാസ്ത്രകാരന്‍ താപത്തെ ഒരു തരം ചലനമായാണ് വ്യാഖ്യാനിച്ചത്. എന്നാല്‍ ഒടുവില്‍ ശാസ്ത്ര ലോകം ആ സത്യം തിരിച്ചറിഞ്ഞു.
താപം ഭൗതികമായ ഒരു പരിണാമമല്ല. ജയിംസ് പ്രസ്‌കോട്ട് ജൂള്‍ തന്റെ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ഈ കാര്യത്തിന് സൈദ്ധാന്തികമായ അടിത്തറ നല്‍കി. ഊര്‍ജത്തിന്റെ രൂപമാണ് താപം. പ്രവൃത്തിയാണ് മറ്റൊന്ന്. ഇവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെക്കുറിച്ചും പരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടന്നു. താപത്തില്‍ നിന്നു പ്രവൃത്തിയും പ്രവൃത്തിയില്‍നിന്നു താപവും ഉല്‍പ്പാദിപ്പിക്കാന്‍ സാധിക്കും. അതായത് താപത്തെ മറ്റ് ഊര്‍ജ്ജ രൂപത്തിലേക്കും മറ്റ് ഊര്‍ജ്ജ രൂപങ്ങളെ താപത്തിലേക്കും മാറ്റിയെടുക്കാന്‍ സാധിക്കും.
ഒരു പദാര്‍ഥത്തിലെ തന്മാത്രകളുടെ ആകെ ഗതികോര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവാണ് താപം.

ജൂള്‍
പത്താം ക്ലാസ് ഫിസിക്‌സില്‍ ജൂളിനെക്കുറിച്ച് വിശദീകരിക്കുന്നുണ്ട്. താപം അളക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന യൂണിറ്റാണ് ജൂള്‍. ജയിംസ് പ്രസ്‌കൊട്ട് ജൂള്‍ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്റെ പേരില്‍ നിന്നാണ് യൂണിറ്റിന് പ്രസ്തുത പേര് ലഭിച്ചത്.

താപവും താപനിലയും
താപത്തെക്കുറിച്ച് പറയുമ്പോള്‍ പല കൂട്ടുകാര്‍ക്കും ഒരു സംശയം വരാം. താപവും താപനിലയും ഒന്നാണോ. രണ്ടും രണ്ടാണ്. താപനില എന്നാല്‍ ഒരു പദാര്‍ഥത്തിന്റെ ചൂടിന്റേയോ തണുപ്പിന്റേയോ അളവാണ്. താപ നില അളക്കുന്നത് സാധാരണയായി കെല്‍വിനില്‍ ആണ്. ഡി ഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് എന്ന അളവും ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഡിഗ്രിയെ കെല്‍വിനിലേക്ക് മാറ്റാന്‍ +273 കൂട്ടിയാല്‍ മതി. വെള്ളം തിളയ്ക്കുന്ന താപനില 100 ഡിഗ്രി ആണെന്ന് കൂട്ടുകാര്‍ക്കറിയാം എന്നാല്‍ ഈ അളവ് കെല്‍വിനില്‍ പ്രസ്താവിക്കുമ്പോള്‍ 373 എന്ന് പറയേണ്ടി വരും. അതായത് കെല്‍വിന്‍ സ്‌കെയില്‍ അനുസരിച്ച് ഒരു പദാര്‍ഥത്തിന് എത്തി ചേരാന്‍ സാധിക്കുന്ന ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ താപനില +273 കെല്‍വിന്‍ ആണ്.

താപനിലയെ അളക്കാം
താപനില അളക്കുന്നതിന് വിവിധ ഏകകങ്ങള്‍ നിലവിലുണ്ട്. സെല്‍ഷ്യസ് സ്‌കെയില്‍, ഫാരന്‍ഹീറ്റ് സ്‌കെയില്‍, കെല്‍വിന്‍ സ്‌കെയില്‍ എന്നിവയാണത്. ശുദ്ധരൂപത്തിലുള്ള ഐസിന്റെ ദ്രവണാങ്കം ഒരു ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് എന്നും ശുദ്ധജലത്തിന്റെ തിളനില 100 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് എന്നും കണക്കാക്കിയാണ് ഈ ഏകകം രൂപകല്‍പ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളത്. ഇനി ഫാരന്‍ഹീറ്റ് സ്‌കെയിലിലാകട്ടെ ശുദ്ധരൂപത്തിലുള്ള ഐസിന്റെ ദ്രവണാങ്കം 32 ഫാരന്‍ഹീറ്റാണ്. ശുദ്ധജലത്തിന്റെ തിളനിലയാകട്ടെ 212 ഉം. ഫാരന്‍ഹീറ്റ് എന്ന ജര്‍മന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്റെ പേരില്‍നിന്നാണ് സ്‌കെയിലിന് ഈ പേരു ലഭിച്ചത്.
-273.15 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിനെ കേവല പൂജ്യമായി കണക്കാക്കുന്ന ഈ ഏകകം കണ്ടെത്തിയത് ലോര്‍ഡ് കെല്‍വിന്‍ ആണ്.

ചാലകവും കുചാലകവും
താപത്തെ നന്നായി കടത്തിവിടുന്നവയാണ് ചാലകങ്ങള്‍. കടത്തി വിടാത്തവയാണ് കുചാലകങ്ങള്‍. നന്നായി കടത്തി വിടുന്നവയെ സുചാലകം എന്നു വിളിക്കാം. ഇതിന് ഏറ്റവും നല്ല ഉദാഹരണം വെള്ളിയാണ്. ഒരര്‍ഥത്തില്‍ ലോഹങ്ങളെല്ലാം സുചാലകങ്ങളാണ്.

സംവഹനം
താപവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രസിദ്ധമായൊരു വാക്കാണ് സംവഹനം. തന്മാത്രകളുടെ ചലനം വഴിയുള്ള താപപ്രസരണ രീതിയാണിത്. ദ്രാവകം, വാതകം എന്നിവയില്‍ താപം പ്രസരിക്കുന്നത് സംവഹനം വഴിയാണ്.

ചൂടേറ്റാല്‍ വികസിക്കും
വേനല്‍ക്കാലത്ത് വൈദ്യുത കമ്പികള്‍ അയഞ്ഞു തൂങ്ങി നില്‍ക്കുന്നത് ശ്രദ്ധിച്ചിട്ടില്ലേ. ലോഹങ്ങളില്‍ സംഭവിക്കുന്ന താപീയ വികാസമാണ് ഇതിനു കാരണം. ട്രെയിന്‍ കടന്നു പോകുമ്പോഴുള്ള ഘര്‍ഷണവും താപവും മൂലം റെയില്‍ പാളങ്ങളുടെ നീളം വര്‍ധിച്ച് വളഞ്ഞു പോകാന്‍ സാധ്യതയുണ്ട്. ഇതിന് പരിഹാരമായാണ് റെയില്‍ പാളങ്ങളില്‍ ഒരു നിശ്ചിത ദൂര ക്രമത്തില്‍ വിടവു നല്‍കുന്നത്.

തെര്‍മോമീറ്റര്‍

തെര്‍മോമീറ്ററുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചാണു താപം അളക്കുന്നത്. ഇവയില്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന മൂലകമാണ് മെര്‍ക്കുറി. മെര്‍ക്കുറി താപമേറ്റാല്‍ വികസിക്കും എന്ന കണ്ടെത്തലാണ് തെര്‍മോമീറ്ററില്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്താന്‍ കാരണം.

തെര്‍മോമീറ്ററുകള്‍ പലവിധം
താപനില അളക്കാന്‍ തെര്‍മോ മീറ്ററുകള്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്താറുണ്ടല്ലോ. എന്നാല്‍ വിവിധ തരത്തിലുള്ള തെര്‍മോമീറ്ററുകളാണ് പല രംഗത്തും ഉപയോഗപ്പെടുത്താറുള്ളത്. ആശുപത്രികളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന തെര്‍മോമീറ്ററാണ് ക്ലിനിക്കല്‍ തെര്‍മോമീറ്റര്‍. കാലാവസ്ഥാ പഠനത്തിനു വേണ്ടി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന തെര്‍മോമീറ്ററാണ് മാക്‌സിമം ആന്‍ഡ് മിനിമം.
മെര്‍ക്കുറി തെര്‍മോമീറ്ററുകള്‍ 333 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് വരെയുള്ള താപനില അളക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പൈറോമീറ്റര്‍ എന്ന തെര്‍മോമീറ്റര്‍ 3200 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് വരെയുള്ള താപനില അളയ്ക്കാന്‍ അനുയോജ്യമാണ്.

ഉഷ്ണരക്തവും ശീതരക്തവും
അന്തരീക്ഷ താപനിലയ്ക്കനുസരിച്ച് ശരീര താപനിലയില്‍ വ്യത്യാസം വരാത്ത ജീവികളെ ഉഷ്ണരക്ത ജീവികള്‍ എന്നും അന്തരീക്ഷ താപനിലയ്ക്കനുസരിച്ച് ശരീര താപനിലയില്‍ ക്രമമായ മാറ്റം വരുത്തുന്ന ജീവികളെ ശീതരക്ത ജീവികള്‍ എന്നും വിളിക്കുന്നു. മത്സ്യങ്ങള്‍ ശീതരക്തജീവിയും പക്ഷികള്‍ ഉഷ്ണ രക്ത ജീവികളുമാണ്.

താപ ക്രമീകരണം
ജീവജാലങ്ങള്‍ താപനിലക്രമീകരണം നടത്തുവാനായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന രീതിയാണ് ബാഷ്പീകരണം. സ്വേദഗ്രന്ഥികള്‍ താപക്രമീകരണത്തില്‍ മുഖ്യ പങ്കു വഹിക്കുന്നു. നായകള്‍ക്ക് സ്വേദഗ്രന്ഥികള്‍ ശരീരത്തിലില്ലാത്തതിനാല്‍ അവ നാക്കു നീട്ടി അതിവേഗത്തില്‍ ശ്വാസോച്ഛാസം ചെയ്യുന്നത് കൂട്ടുകാര്‍ ശ്രദ്ധിച്ചിട്ടില്ലേ...

ദ്രവീകരണവും ഉത്പതനവും
ഒരു ഖരവസ്തുവിനെ താപത്തിന്റെ സഹായത്താല്‍ ദ്രാവകാവസ്ഥയിലേക്ക് കൊണ്ടു വരുന്നതാണ് ദ്രവീകരണം. ഒരു ഖരവസ്തുവിനെ താപത്തിന്റെ സഹായത്താല്‍ തൊട്ടടുത്ത അവസ്ഥയായ ദ്രാവകാവസ്ഥയിലേക്കു കൊണ്ടുവരുന്നതിനു പകരം നേരിട്ടു വാതകാവസ്ഥയിലേക്കു കൊണ്ടു വരുന്നതാണ് ഉത്പതനം (Sublimation)

ട്രിപ്പിള്‍ പോയിന്റ്

ഈ വാക്ക് കൂട്ടുകാര്‍ക്കു സുപരിചിതമാണോ. ഒരു പദാര്‍ഥത്തിന്റെ ഖരം, ദ്രാവകം, വാതകം എന്നീ മൂന്ന് അവസ്ഥകളും സന്തുലനാവസ്ഥയില്‍ ആയിരിക്കുന്ന മര്‍ദ്ദത്തേയും താപത്തേയും പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന ബിന്ദുവാണിത്. ജലത്തിന്റെ ട്രിപ്പിള്‍ പോയിന്റ് 273.16 കെല്‍വിന്‍ ആണ്.

താപഗതികം(തെര്‍മോ ഡൈനാമിക്)
താപം, താപനില എന്നീ ആശയങ്ങളെക്കുറിച്ചും താപവും മറ്റുള്ള ഊര്‍ജ രൂപങ്ങളെക്കുറിച്ചുമുള്ള പഠനമാണ് താപഗതികം. താപവും പ്രവൃത്തിയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെക്കുറിച്ച് ഈ പഠനശാഖ വളരെ വിശദമായി പഠനം നടത്തുന്നുണ്ട്്. ശാസ്ത്രത്തിന്റെ വിവിധ ശാഖകളില്‍ താപഗതിക തത്ത്വങ്ങള്‍ക്ക് വലിയ പ്രാധാന്യമുണ്ട്.

താപഗതിക നിയമങ്ങള്‍
താപഗതികത്തിലെ പ്രധാനപ്പെട്ട നിയമങ്ങളാണ് പൂജ്യം നിയമം, ഒന്നാം താപഗതിക നിയമം, രണ്ടാം താപഗതിക നിയമം എന്നിവ. താപത്തിന് സൈദ്ധാന്തിക വിശദീകരണം നല്‍കിയത് ഒന്നാം താപഗതിക നിയമമാണ്. റൂഥര്‍ ഫോര്‍ഡ്, ജൂള്‍ തുടങ്ങിയ ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാരുടെ പഠനമാണ് ഈ കാര്യത്തിന് സഹായകമായത്. ഊര്‍ജത്തെ ഒരിക്കലും നിര്‍മിക്കാനോ നശിപ്പിക്കാനോ സാധിക്കില്ല. എന്നാല്‍ ഒരു അവസ്ഥയില്‍ നിന്നു മറ്റൊരു അവസ്ഥയിലേക്ക് പരിവര്‍ത്തനം ചെയ്യാം എന്ന ആശയം കൂട്ടുകാര്‍ കേട്ടിട്ടുണ്ടോ. സാര്‍വത്രിക ഊര്‍ജ സംരക്ഷണ നിയമമാണ് ഈ കാര്യം വിശദീകരിക്കുന്നത്. ഊര്‍ജ സംരക്ഷണ നിയമത്തിന്റെ പതിപ്പു തന്നെയാണ് ഒന്നാം താപ ഗതികനിയമം എന്നു പറയാം.അതുകൊണ്ടുതന്നെ മേല്‍ പറഞ്ഞ വിശദീകരണം തന്നെയാണ് ഒന്നാം താപഗതിക നിയമമായി കണക്കാക്കുന്നത്.
രണ്ടാം താപഗതിക നിയമത്തില്‍ എന്‍ട്രോപ്പി എന്ന ഘടകം കൂടി കടന്നു വരുന്നുണ്ട്. ഇത് എതെങ്കിലും നിശ്ചിതാവസ്ഥയിലുള്ള വ്യൂഹത്തിന്റെ ക്രമരാഹിത്യ(disorder) ത്തിന്റെ അളവു കൂടിയാണ്. ഒറ്റപ്പെട്ടു നില്‍ക്കുന്ന ഒരു വ്യൂഹത്തിന്റെ എന്‍ട്രോപ്പി ഒരിക്കലും കുറയില്ല എന്നും മറിച്ച് വര്‍ധിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുമെന്നും രണ്ടാം താപഗതിക നിയമം പ്രസ്താവിക്കുന്നു. ഈ രണ്ടുനിയമങ്ങള്‍ക്കും മുന്‍പേ പ്രതിപാദിക്കേണ്ടിയിരുന്ന നിയമമാണ് പൂജ്യം നിയമം. യാഥാര്‍ഥത്തില്‍
ഒന്നും രണ്ടും താപഗതിക നിയമങ്ങള്‍ കണ്ടെത്തിയതിനു ശേഷമാണ് പൂജ്യം നിയമം കണ്ടെത്തിയത്. സന്തുലനാവസ്ഥയിലിരിക്കുന്ന രണ്ടു വ്യൂഹങ്ങളില്‍ ഓരോന്നും മൂന്നാമതൊരു വ്യൂഹവുമായി സന്തുലനാവസ്ഥയിലാണെങ്കില്‍ ആദ്യത്തെ രണ്ടു വ്യൂഹങ്ങളും പരസ്പരം സന്തുലനാവസ്ഥയിലായിരിക്കും എന്നാണ് ഈ നിയമം പറയുന്നത്. കേവല ഊഷ്മാവില്‍ എല്ലാപദാര്‍ഥങ്ങളുടേയും എന്‍ട്രോപ്പി പൂജ്യത്തിലേക്കടുക്കുന്നു. എന്നാല്‍ പരിപൂര്‍ണമായ പരല്‍ ഘടനയുള്ള ഒരു ഖരവസ്തുവിനെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം കേവല പൂജ്യം ഊഷ്മാവില്‍ എന്‍ട്രോപ്പി പൂജ്യമായിരിക്കും. പൂജ്യം കെല്‍വിന്‍ താപനില എന്ന പ്രഖ്യാപനം സാധ്യമാകണമെങ്കില്‍ മര്‍ദ്ദം കൂടി പൂജ്യം ആയി മാറണം എന്ന് അനുശാസിക്കുന്ന മൂന്നാം താപഗതിക നിയമം ഒരിക്കലും ഒരു വസ്തുവിന് പൂജ്യം കെല്‍വിനില്‍ എത്തിച്ചേരാന്‍ സാധിക്കില്ല എന്ന പ്രഖ്യാപനവും നടത്തുന്നു.