নবম শ্রেণী :: ভৌত বিজ্ঞান :: অধ্যায় :-6 :: তাপ

@ তাপ এক প্রকার শক্তি যা গ্রহণে বস্তুর উষ্ণতা বাড়ে এবং যা বর্জন করলে বস্তুর উষ্ণতা কমে।

@  অবস্থার পরিবর্তন না ঘটিয়ে যদি শুধু কেবলমাত্র উষ্ণতা  বৃদ্ধি করে তাহলে সেই তাপকে বলা হয় বোধগম্য তাপ। বস্তুর উষ্ণতা বৃদ্ধি থার্মোমিটারের সাহায্যে পরিমাপ করা হয়

@ উষ্ণতার পরিবর্তন না ঘটিয়ে শুধু কেবলমাত্র অবস্থার পরিবর্তনের জন্য প্রয়োজনীয় তাপ হল লীন তাপ। লীন তাপ এর মাত্রীয় সংকেত - L^2T^-2।

@ অন্যভাবে লীন তাপ এর সংজ্ঞা দেওয়া যেতে পারে:-

নির্দিষ্ট চাপে একক ভরের কোন পদার্থের অবস্থার পরিবর্তনের জন্য যে পরিমান তাপ প্রয়োগ বা নিষ্কাশন করতে হয় সেই পরিমাণ তাপকে ওই পদার্থের সংশ্লিষ্ট অবস্থার পরিবর্তনের লীন তাপ বলে।

@ ক্যালরিমিতির মূলনীতি :- ভিন্ন উষ্ণতার একাধিক বস্তুকে  পরস্পরের সংস্পর্শে আনা হলে বস্তু গুলির মধ্যে  তাপের আদান প্রদান ঘটে যদি অন্য কোন ভাবে তাপক্ষয় না হয় তাহলে উষ্ণ বস্তুগুলি দ্বারা বর্জিত তাপ এবং শীতল বস্তুগুলি  দ্বারা গৃহীত তাপ সমান হয় এটাই ক্যালরিমিতির মূলনীতি।

@ অর্থাৎ কোন বস্তু দ্বারা গৃহীত তাপ = বস্তুর ভর × বস্তুর আপেক্ষিক তাপ × উষ্ণতার পরিবর্তন।

@ যদি কার্যকে সম্পূর্ণরূপে তাপে রূপান্তরিত করা যায় তাহলে কৃতকার্য এবং উৎপন্ন তাপ পরস্পরের সমানুপাতিক হয়।

উপরের সূত্রটি কার্য তাপের তুল্যতা সূত্র বলে । ইহা জুলের সূত্র নামেও পরিচিত।

জুলের সূত্রের গানিতিক রূপ :-

 মনে করি W কার্য সম্পাদন করা হলে H পরিমান তাপ উৎপন্ন হয় । তাহলে জুলের সূত্র অনুযায়ী W           H বা W=JH যেখানে J একটা ধ্রুবক। J কে তাপের যান্ত্রিক তুল্যাঙ্ক বা জুল তুল্যাঙ্ক বলে।

*** উপরের সমীকরণে. H=1 হলে. W=J  হবে অর্থাৎ একক পরিমাণ তাপ উৎপন্ন করতে গেলে যে পরিমাণ কার্য করতে হয় তাই হল তাপের যান্ত্রিক তুল্যাঙ্ক।

***** CGS পদ্ধতিতে J এর মান 4.2×10^7 erg/cal.   এবং J এর মান 4.2 J/cal ও ধরা হয়।

কার্য ও তাপের তুল্যতা সূত্র মেনে চলে এমন দৈনন্দিন কিছু ঘটনাবলি গুলি হল কেটলিতে জল ফোটানোর সময় ,বাষ্প টারবাইন ঘুরানোর সময় ইত্যাদি।

বাষ্প টারবাইন কি ?

জল ফুটে বাষ্প তৈরি করে এবং সেই বাষ্পকে উচ্চচাপে এক চাকার উপরে ফেললে বাষ্পের জোরে চাকা ও চাকার গায়ে লাগানো পাখনা গুলো ঘুরতে থাকে এই পাখনা লাগানো চাকাকে বলে টারবাইন । এর সাহায্যে তাপ শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে জেনারেটর চালানো হয়।

@@ কোন বস্তুতে তাপ দিলে বস্তুটির অবস্থার পরিবর্তন হয় অর্থাৎ কঠিন বস্তু তরলে পরিণত হয় তরল বস্তু বাষ্পে বা গ্যাসীয় পদার্থে পরিণত হয়।

@@ আবার কোন গ্যাসীয় বস্তু থেকে তাপ সরিয়ে নিলে বস্তুটি তরলে পরিণত হয় তরল থেকে তাপ সরিয়ে নিলে বা তাপ নিষ্কাশন করলে বস্তুটি কঠিনে পরিনত হয়।

@@ কোন কঠিন বস্তুতে তাপ দিলে তরলে পরিণত হয় এই ঘটনাকে বলে গলন।

@@ কোন তরল বস্তুতে  তাপ প্রয়োগের ফলে বাষ্পে পরিনত হয় একে বাষ্পীভবন বলে।

@@ উপ‍রের দুটি অবস্থাকে বলে পদার্থের উচ্চ অবস্থান্তর।

@@ কোন গ্যাসীয় বস্তু থেকে তাপ সরিয়ে নিলে তরলে পরিনত হয় তাকে বলে পদার্থের ঘনীভবন।

@@ কোন তরল বস্তু থেকে তাপ সরিয়ে নিলে কঠিনে পরিনত হয় তাকে বলে পদার্থের কঠিনীভবন।

******পদার্থের এই অবস্থাদুটিকে বলে নিম্ন অবস্থান্তর।

বাতাসে অন্যান্য গ্যাসের মত জলীয় বাষ্প উপস্থিত থাকে । বায়ুতে জলীয় বাষ্প বেশি থাকলে অস্বস্তি হয়।

@@@ নির্দিষ্ট উষ্ণতায় কোন আবদ্ধ স্থানের বায়ুতে সর্বাধিক পরিমাণ জলীয় বাষ্প যদি উপস্থিত থাকে তাহলে ওই বাষ্পকে সম্পৃক্ত বাষ্প বলে।

##$ বাষ্প ধারণ ক্ষমতা উষ্ণতার উপর নির্ভরশীল। উষ্ণতা বৃদ্ধি পেলে বাষ্প ধারণ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়।

##$ নির্দিষ্ট উষ্ণতায় কোন আবদ্ধ স্থানে যদি ঐ উষ্ণতায় সর্বাধিক বাষ্প অপেক্ষা কম পরিমানে উপস্থিত থাকে তাহলে ওই বাষ্পকে  অসম্পৃক্ত বাষ্প বলে।

@@ বায়ুতে জলীয় বাষ্পের উপস্থিতি  বায়ুর আদ্রতা কে নির্দেশ করে। বায়ুর আদ্রতাকে দুটি ভাবে প্রকাশ করা হয় 1) পরম আর্দ্রতা 2) আপেক্ষিক আদ্রতা।

®®®® পরম আদ্রতা :- প্রতি ঘনমিটার বায়ুতে যত গ্রাম জলীয় বাষ্প থাকে তাকে পরম আর্দ্রতা বলে।

®®®® আপেক্ষিক আর্দ্রতা:- কোন নির্দিষ্ট উষ্ণতার একটি নির্দিষ্ট আয়তনের বায়ুতে যে পরিমাণ জলীয় বাষ্প আছে এবং ওই উষ্ণতায় ঐ আয়তনের সম্পৃক্ত বায়ুতে যে পরিমাণ জলীয়বাষ্প থাকে এই দুইয়ের অনুপাত কেই আপেক্ষিক আদ্রতা বলা হয়।

কিছু গুরুত্বপূর্ণ তথ্য

@ পরিবেশের অর্থাৎ বায়ুর আপেক্ষিক আর্দ্রতার উপর আমাদের আরাম বা অস্বস্তির অনুভুতি নির্ভর করে । আপেক্ষিক আর্দ্রতা কম হলে বায়ুর জলীয় বাষ্প গ্রহণের ক্ষমতা বেশি হয় এবং এই অবস্থায় বাষ্পায়নের হার বেশি হয়।

@ এছাড়া আপেক্ষিক আর্দ্রতা বেশি হলে বায়ুর জলীয় বাষ্প গ্রহণের ক্ষমতা কম হয় এবং এই অবস্থায় বাষ্পায়নের হার কম হয়।

@ আপেক্ষিক আর্দ্রতা = একটি নির্দিষ্ট উষ্ণতায় একটি নির্দিষ্ট আয়তনের বায়ুতে উপস্থিত জলীয় বাষ্পের ভর /  ঐ উষ্ণতার ঐ আয়তনের সম্পৃক্ত বায়ুতে উপস্থিত উপস্থিত জলীয় বাষ্পের ভর।

@ আপেক্ষিক আদ্রতা দুটো সমজাতীয় রাশির অনুপাত হওয়ায়  আপেক্ষিক আদ্রতার কোন একক নেই । ইহাকে সাধারণত শতকরা হিসেবে প্রকাশ করা হয়।

@ শীতকালে বাতাসের উষ্ণতা বর্ষাকালের তুলনায় কম হওয়া সত্ত্বেও শীতকালে ভিজে জামা কাপড় তাড়াতাড়ি শুকায় , এর কারণ হলো শীতকালে বর্ষাকাল অপেক্ষা বাতাসের আপেক্ষিক আর্দ্রতা কম থাকে।

@ শীতকালে বাতাসের আপেক্ষিক আর্দ্রতা কম থাকে বলে আমাদের চামড়া ঠোঁট গোড়ালি ফেটে যায় কারণ এই সময় আমাদের শরীরের অনাবৃত অংশ থেকে জলীয় বাষ্প টেনে নেয়।

@ বাতাসে আপেক্ষিক আর্দ্রতা বেশি হলেই বৃষ্টিপাতের সম্ভাবনা বেশি থাকে তাই আবহাওয়ার পূর্বাভাস জানার জন্য আমাদের আপেক্ষিক আর্দ্রতা জানা খুবই দরকার।

@ দিনের বেলা বাতাসে উষ্ণতা বেশি থাকে ওই সময় বায়ুতে যে পরিমাণ জলীয় বাষ্প থাকে তার দ্বারা বায়ু সাধারণত সম্পৃক্ত থাকে না কিন্তু রাত্রিতে যখন ভূপৃষ্ঠ শীতল হয় তখন ভূপৃষ্ঠ সংলগ্ন বায়ুমণ্ডলও শীতল হয় তখন ওই পরিমাণ  বাষ্প দ্বারাই বায়ু সম্পৃক্ত হতে পারে। এভাবে ক্রমাগত উষ্ণতা হ্রাস পেতে থাকলে বায়ুর কিছু জলীয় বাষ্প ঘনীভূত হয়ে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণার আকার ধারণ করে এবং তা মাধ্যাকর্ষণ শক্তির টানে ভূপৃষ্ঠের ঘাস পাতা ইত্যাদির উপর জমা হতে থাকে এদের শিশির বলে।

@  যে উষ্ণতায় বায়ুমণ্ডল সম্পৃক্ত হয় সেই উষ্ণতা কে শিশিরাঙ্ক  বলা হয় ।

@ কোন কারনে  বায়ুমন্ডলের বিস্তীর্ণ অঞ্চলের উষ্ণতা যদি শিশিরাঙ্ক এর নিচে নেমে  যায় তাহলে বায়ুতে উপস্থিত জলীয় বাষ্প আরো ঘনীভূত হয়ে বায়ুতে উপস্থিত ধুলোবালি ও ছাই জাতীয়পদার্থ প্রভৃতির উপর জমা হয়ে ভাসতে থাকে একেই কুয়াশা বলে। 

@  জলাশয় এর উপর  সৃষ্ট কুয়াশাকে কুহেলিকা বলে।

@  শিল্পাঞ্চলের বায়ুতে ধুলোবালি ও কয়লার পরিমাণ অনেক বেশি থাকে বলে শিল্পাঞ্চলে  ঘন কুয়াশার সৃষ্টি হয় , একে ধোঁয়াশা বলা হয়।

@ সাধারণত যে কোন তরলের উষ্ণতা বাড়লে আয়তন বাড়ে ও ঘনত্ব কমে, কিন্তু জলের ক্ষেত্রে একটা নির্দিষ্ট উষ্ণতার পাল্লায় এই নিয়মের ব্যতিক্রম দেখা যায়।

®®®®® কোন নির্দিষ্ট পরিমাণ জলের উষ্ণতা 0 ডিগ্রি সেলসিয়াস (0°C) থেকে বৃদ্ধি করতে থাকলে 4 ডিগ্রি সেলসিয়াস ( 4°C) উষ্ণতা পর্যন্ত এর আয়তন বৃদ্ধি না পেয়ে  হ্রাস পেতে থাকে এইভাবে 4 ডিগ্রি সেলসিয়াস উষ্ণতায় নির্দিষ্ট পরিমাণ ভরের জলের আয়তন সর্বনিম্ন হয় এবং জলের ঘনত্ব সর্বাধিক হয় যেটা 1 গ্রাম প্রতি ঘন সেন্টিমিটার 4 ডিগ্রি সেলসিয়াস উষ্ণতায় পরে যদি উষ্ণতা আরো বৃদ্ধি করা হয় তখন অন্যান্য তরলের মতোই জলের আয়তন বৃদ্ধি পায় ও ঘনত্ব কমতে থাকে 0 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে 4 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত এই ধরনের আচরণকে জলের ব্যতিক্রান্ত প্রসারণ বলা হয়।

@@ শীত প্রধান দেশে যেখানে বায়ুমণ্ডলের উষ্ণতা 0 ডিগ্রি সেলসিয়াস এর কম সেখানে জলজ জীবেরা কিভাবে বেঁচে থাকতে পারে ?

আমরা জানি 0 ডিগ্রি সেলসিয়াস উষ্ণতায় বা তার কম উষ্ণতায় জল জমে বরফ হয় শীত প্রধান দেশে বায়ুমণ্ডলের উষ্ণতা হ্রাস পেতে পেতে 0° কিংবা তার নিচে নেমে গেলে নদ নদী, জলাশয়, হ্রদ প্রভৃতির উপরিতলের জলের উষ্ণতা ক্রমশ কমতে থাকে এই সময় উপরিতলের ঠান্ডা ও ভারী জল নিচে চলে যায় এবং জলাশয়ের নীচের জল তুলনামূলক উষ্ণ ও হালকা থাকে বলে তা উপরে চলে আসে।এই পরিচলন স্রোত ততক্ষন চলতে থাকে যতক্ষন পর্যন্ত না জলাশয়ের নীচের জলের তাপমাত্রা 4° সেলসিয়াস হয়। 4℃ তাপমাত্রায় জলের ঘনত্ব সর্বাধিক হয় বলে জল আর ওপরে ওঠে না। এরপর জলাশয়ের উপরের উষ্ণতা আরো হ্রাস পেলে অর্থাৎ 4℃ এর কম হলে এর ঘনত্ব কমে যায়। তখন ওই জল আর নীচে নামতে পারে না। এইভাবে উপরিতলের উষ্ণতা কমে 0℃ হয় এবং বরফে পরিনত হয় ।বরফ জলের চেয়ে হালকা বলে জলে ভাসতে থাকে, বরফ তাপের কুপরিবাহী বলে নীচের স্তর থেকে তাপ পরিবহনের হার খুব কম হয় ,এর ফলে বরফের স্তর বাড়তে থাকলেও জলাশয়ের নীচের স্তর পর্যন্ত সব জল জমে বরফে পরিনত হয় না। বরফ স্তরের নীচের উষ্ণতা 0℃ হলেও নীচের দিকে উষ্ণতা বেড়ে 4℃ হয়।এই কারনে শীতপ্রধান দেশে বায়ুমন্ডলের উষ্ণতা 0℃ এর নীচে নেমে গেলেও জলচর প্রানীরা বেঁচে থাকতে পারে।

EXERCISE:: 

A.....

1) পদার্থের উচ্চ অবস্থান্তর এর সময় তাপ প্রয়োগ করতে হয় না নিষ্কাশন করতে হয়?

2) তাপ কয় প্রকার ও কি কি?

3) তাপের যান্ত্রিক তুল্যাঙ্ক এর সংজ্ঞা দাও?

4) শিশিরাঙ্ক কাকে বলে?

5) পদার্থের একটি নিম্ন অবস্থান্তর এর উদাহরণ দাও ।

6) জলের ব্যতিক্রান্ত প্রসারণ কোন উষ্ণতা পাল্লার মধ্যে দেখা যায় ?

7) কোন উষ্ণতায় জলের ঘনত্ব সর্বাধিক ? 

8) অবস্থার পরিবর্তনের জন্য যে তাপের প্রয়োজন হয় তাকে কি বলে ?

9) শিশির জমার জন্য উপযুক্ত পরিবেশ কোনটি ?

10) পদার্থের উচ্চ অবস্থান্তর এর উদাহরণ দাও।

B.....

1) Q=mst এই সমীকরণটি তে ms এর দ্বারা কি বোঝায়?

2) শীত প্রধান দেশে জলাশয়ের ওপরের বরফ জমে গেলে বরফের ঠিক নিচে জলের তাপমাত্রা কত ?

3) ক্যালরিমিতির মূলনীতি কি ?

4) কার্য ও তাপের তুল্যতা সংক্রান্ত জুলের সূত্রটি লেখ?

5) বরফ গলনের লীন তাপ 80 ক্যালোরি প্রতি গ্রাম বলতে কি বুঝ ?

6) পরম আর্দ্রতা এবং আপেক্ষিক আদ্রতা পার্থক্য লেখ ?

7) সম্পৃক্ত বাষ্প এবং অসম্পৃক্ত বাষ্প কাকে বলে ?

8) শিশির জমার উপযোগী শর্তগুলি কি ?

9) শিশির এবং কুয়াশার মধ্যে পার্থক্য লেখ ?

10) শিশির কিভাবে গঠিত হয়?

11)  জলজ প্রাণীদের ওপর জলের ব্যতিক্রান্ত প্রসারণ এর প্রভাব আলোচনা করো।