Google Play badge

তাপ স্থানান্তর


আমরা জানি যে পদার্থটি পরমাণু এবং অণু নামক ক্ষুদ্র কণা দ্বারা গঠিত। অণু প্রকৃতিতে অবাধে বিদ্যমান থাকতে পারে এবং পদার্থের সমস্ত বৈশিষ্ট্যের অধিকারী হতে পারে। অণুগুলি গতিশীল এবং তাদের মধ্যে আকর্ষণ শক্তিও রয়েছে। গতির কারণে অণুগুলির গতিশক্তি থাকে এবং আকর্ষণ বলের কারণে তাদের সম্ভাব্য শক্তি থাকে। যখন একটি পদার্থ উত্তপ্ত হয় (বা যখন একটি পদার্থ তাপ শোষণ করে) অণুগুলি দ্রুত কম্পন শুরু করে তাই গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়। যখন পদার্থটি ঠাণ্ডা হয় তখন অণুর গতি কমে যায় এবং তাই গতিশক্তি হ্রাস পায়। পদার্থের অণুর মোট গতিশক্তিকে এর অভ্যন্তরীণ গতিশক্তি বলে এবং অণুর মোট সম্ভাব্য শক্তিকে তার অভ্যন্তরীণ সম্ভাব্য শক্তি বলে। অভ্যন্তরীণ গতিশক্তি এবং অভ্যন্তরীণ সম্ভাব্য শক্তির সমষ্টিকে পদার্থের মোট অভ্যন্তরীণ শক্তি বা তাপ শক্তি বলে। এটি একক জুলে পরিমাপ করা হয়।

এই পাঠে, আমরা শিখতে যাচ্ছি:

তাপ স্থানান্তর

যখন বিভিন্ন তাপমাত্রায় দুটি দেহের সংস্পর্শে রাখা হয়, তখন উচ্চ তাপমাত্রার একটি দেহ থেকে তাপ কম তাপমাত্রায় শরীরে প্রবাহিত হয় । পদার্থের গড় গতিশক্তি শরীরের তাপমাত্রার একটি পরিমাপ। যখন কোনো পদার্থের অণুর গড় গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়, তখন তার তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় এবং কোনো পদার্থের অণুর গড় গতিশক্তি কমে গেলে তার তাপমাত্রা কমে যায়।

একটি আঁচে একটি ফ্রাইং প্যান রাখুন। ফ্রাইং প্যান শীঘ্রই গরম হয়ে যায়, কারণ তাপ শিখা থেকে প্যানে যায়। এবার আঁচ থেকে প্যানটি সরিয়ে ফেলুন। ধীরে ধীরে প্যানটি ঠান্ডা হয়ে যাবে কারণ প্যান থেকে তাপ আশেপাশে স্থানান্তরিত হয়। উভয় ক্ষেত্রেই, তাপ একটি উত্তপ্ত বস্তু থেকে একটি ঠান্ডা বস্তুতে প্রবাহিত হয়।

সঞ্চালন

পরীক্ষা 1: ধরা যাক আমাদের দুটি বস্তু আছে। বস্তু A এর তাপমাত্রা 100 o C এবং B এর তাপমাত্রা 10 o C। উভয় বস্তুকে একে অপরের সংস্পর্শে রাখুন।

ফলাফল: উভয় বস্তুর তাপমাত্রা একই না হওয়া পর্যন্ত তাপ A থেকে B তে স্থানান্তরিত হবে। ধরুন A অবজেক্টের তাপমাত্রা 50 o সেন্টিগ্রেডে নেমে আসে এবং B এর তাপমাত্রা 50 o সেন্টিগ্রেডে বেড়ে যায়। এই অবস্থাকে তাপীয় ভারসাম্য বলা হয়। তাপীয় ভারসাম্য অবস্থায়, তাপ শক্তি এখনও এই দুটি বস্তুর মধ্যে স্থানান্তরিত হয় কিন্তু তাপ শক্তির নেট প্রবাহ শূন্য।

পরীক্ষা 2: একটি ছোট প্যানে জল গরম করুন। পাঁচ মিনিট পর প্যানের হাতল ধরে আগুন থেকে নামানোর চেষ্টা করুন। আপনার হাতে কি হবে মনে হয়? আপনি অবিলম্বে স্টিলের হাতল থেকে আপনার হাত সরিয়ে নেবেন।

আপনার হাত প্যানের গরম অনুভব করবে। কারণ হল কিছু তাপ শক্তি প্যান থেকে আপনার হাতে স্থানান্তরিত হয়। তাদের মধ্যে যোগাযোগ থাকলে গরম বস্তু থেকে ঠান্ডা বস্তুতে তাপ স্থানান্তরিত হয়। পদার্থবিজ্ঞানে আমরা বলি যে তাপ স্থানান্তরের জন্য একটি মাধ্যম প্রয়োজন। তাপ সঞ্চালন হল এক বস্তু থেকে অন্য বস্তুতে তাপের গতিবিধি যা একে অপরকে স্পর্শ করার সময় ভিন্ন তাপমাত্রা থাকে। কঠিন পদার্থে, সাধারণত, তাপ পরিবাহী প্রক্রিয়ার মাধ্যমে স্থানান্তরিত হয়।

উদাহরণ:

কন্ডাক্টর এবং ইনসুলেটর

সব পদার্থ কি সহজে তাপ পরিচালনা করে? আপনি নিশ্চয়ই লক্ষ্য করেছেন যে রান্নার জন্য ধাতব প্যানে একটি প্লাস্টিক বা কাঠের হাতল থাকে। আপনি আঘাত না পেয়ে হ্যান্ডেল থেকে এটি ধরে একটি গরম প্যান তুলতে পারেন। কারণটি হ'ল বিভিন্ন বস্তু বিভিন্ন পরিমাণে তাপ শক্তি সঞ্চালন করে যা তারা তৈরি করা উপাদানের প্রকৃতির কারণে।

পরীক্ষা 3:

একটি ছোট প্যানে বা বীকারে জল গরম করুন। একটি স্টিলের চামচ, প্লাস্টিকের স্কেল, পেন্সিল এবং বিভাজকের মতো কিছু নিবন্ধ সংগ্রহ করুন। এই প্রবন্ধগুলির প্রতিটির এক প্রান্ত গরম জলে ডুবিয়ে রাখুন। কয়েক মিনিট অপেক্ষা করুন এবং তারপরে ডুবন্ত প্রান্ত স্পর্শ করে এই নিবন্ধগুলি এক এক করে বের করুন। একটি টেবিলে আপনার পর্যবেক্ষণ লিখুন:

প্রবন্ধ তৈরি অন্য প্রান্ত গরম Y/N পেতে?
স্টিলের চামচ ধাতু Y
বিভাজক ধাতু Y
স্কেল প্লাস্টিক এন
পেন্সিল কাঠ এন

যে উপাদানগুলি তাপকে সহজেই তাদের মধ্য দিয়ে যেতে দেয় তা হল তাপের পরিবাহক । যেমন, লোহা, ইস্পাত, অ্যালুমিনিয়াম, তামা। যে উপকরণগুলি তাপকে সহজেই তাদের মধ্য দিয়ে যেতে দেয় না তা হল প্লাস্টিক এবং কাঠের মতো তাপের দুর্বল পরিবাহক। দরিদ্র কন্ডাক্টরগুলি অন্তরক হিসাবে পরিচিত।

জল এবং বায়ু তাপের দুর্বল পরিবাহী। তাহলে, কীভাবে এই পদার্থগুলিতে তাপ স্থানান্তর ঘটে? আমাদের খুঁজে বের করা যাক!

পরিচলন

পরীক্ষা 4: আপনার হাত আগুনের সামান্য উপরে রাখুন। সাবধান হও. আপনার হাত আগুন থেকে নিরাপদ দূরত্বে রাখুন যাতে তারা পুড়ে না যায়।

ফলাফল: আপনি আগুনের উত্তাপ অনুভব করবেন। এখন পর্যন্ত আমরা শিখেছি যে বস্তুর মধ্যে তাপ স্থানান্তর যখন তারা একে অপরের সংস্পর্শে থাকে, তাহলে আমাদের হাতগুলি স্পর্শ না করে আগুনের উষ্ণতা অনুভব করার কারণ কী? কারণ: তরল (তরল এবং গ্যাস) অণুগুলির গতিশক্তি থাকে এবং আমরা জানি গ্যাসের গতিশক্তি তাপ শক্তি বা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। আগুনের সংস্পর্শে থাকা গ্যাসের অণুগুলি আগুন থেকে তাপ শক্তি শোষণ করে, ফলস্বরূপ, গ্যাসের অণুগুলির গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় তাই তারা উপরে উঠে আপনার হাতে আঘাত করে। হাত এই অণু থেকে তাপ শক্তি শোষণ করে এবং আপনি গরম অনুভব করেন।

আসুন এখন দেখি কিভাবে তরলের ক্ষেত্রে তাপ স্থানান্তর ঘটে:

পরীক্ষা 5: একটি বীকার নিন এবং এটি জল দিয়ে পূর্ণ করুন এবং এটি শিখার উপরে রাখুন।

ফলাফল: জল গরম করা হলে, শিখার কাছাকাছি জল গরম হয়ে যায়। গরম জল উপরে উঠে যায় কারণ জলের অণুগুলি কম ঘন হয়ে যায় কারণ তারা তাপ শক্তি শোষণ করে। পাশ থেকে ঠান্ডা জল তাপের উৎসের দিকে নেমে আসে। এই পানিও গরম হয়ে উঠে এবং পাশ থেকে পানি নিচের দিকে চলে যায়। পুরো জল উত্তপ্ত না হওয়া পর্যন্ত এই প্রক্রিয়া চলতে থাকে।

তরলের বাল্ক গতির কারণে তাপ স্থানান্তরের এই পদ্ধতিটিকে পরিচলন বলা হয়।

উদাহরণ:

বিকিরণ

আমরা যখন রোদে বের হই, আমরা গরম অনুভব করি। কিভাবে সূর্য থেকে তাপ আমাদের পৌঁছায়? পৃথিবী এবং সূর্যের মধ্যবর্তী স্থানের বেশিরভাগ অংশে বায়ুর মতো কোনো মাধ্যম না থাকায় এটি পরিবাহী বা পরিচলনের মাধ্যমে আমাদের কাছে পৌঁছাতে পারে না। সূর্য থেকে তাপ আমাদের কাছে আসে আরেকটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে যা বিকিরণ নামে পরিচিত। বিকিরণের মাধ্যমে তাপ স্থানান্তরের জন্য কোনো মাধ্যমের প্রয়োজন হয় না। একটি মাধ্যম উপস্থিত থাকুক বা না থাকুক এটা ঘটতে পারে।

প্রতিটি বস্তু তাপ বিকিরণ করে। আমাদের শরীরও চারপাশে তাপ দেয় এবং বিকিরণের মাধ্যমে তা থেকে তাপ গ্রহণ করে। যখন এই তাপ কোনো বস্তুর উপর পড়ে, তখন এর একটি অংশ প্রতিফলিত হয়, একটি অংশ শোষিত হয় এবং একটি অংশ সঞ্চারিত হতে পারে। তাপের শোষিত অংশের কারণে বস্তুর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়।

পরীক্ষা 6: দুটি অভিন্ন ধাতব পাত্র নিন, একটি কালো এবং অন্যটি সাদা। প্রতিটিতে সমান পরিমাণে জল ঢালুন এবং প্রায় এক ঘন্টার জন্য মধ্য দিনের রোদে রেখে দিন।

ফলাফল: উভয় পাত্রে পানির তাপমাত্রা পরিমাপ করুন। সাদা রঙের পাত্রের চেয়ে কালো পাত্রে পানির তাপমাত্রা বেশি। কালো বস্তু বিকিরণের ভাল শোষক এবং সাদা বস্তু খারাপ শোষক বা বিকিরণের ভাল প্রতিফলক।

উদাহরণ:

Download Primer to continue