পরিবাহী হল এমন একটি প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে কিছু, যেমন তাপ বা বৈদ্যুতিক প্রবাহ, এক পদার্থ থেকে অন্য পদার্থে চলে যায়। সলিড, তরল এবং গ্যাসে পরিবাহিতা ঘটে। যাইহোক, কঠিন পদার্থগুলি সবচেয়ে দক্ষতার সাথে শক্তি স্থানান্তর করে কারণ কঠিন পদার্থের অণুগুলি সবচেয়ে শক্তভাবে প্যাক করা হয় এবং অণুগুলি একসাথে কাছাকাছি থাকে।
তাপ সঞ্চালন ঘটে যখন অণু তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়; তারা কম্পন করে, এবং এই কম্পন এবং আন্দোলন আশেপাশের অণুগুলিতে তাপ শক্তি প্রেরণ করে।
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।
আপনি অনুভব করেছেন যে আপনি একটি গরম চায়ের কাপ স্পর্শ করলে আপনার হাত কাপের গরম অনুভব করে। কারণ হল কিছু তাপ শক্তি কাপ 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 চলাচল যা একে অপরকে স্পর্শ করার সময় বিভিন্ন তাপমাত্রা থাকে। কঠিন পদার্থে, সাধারণত, তাপ পরিবাহী প্রক্রিয়ার মাধ্যমে স্থানান্তরিত হয়। তাপ পরিবাহিতা বর্ণনা করে যে একটি উপাদান কতটা দক্ষতার সাথে তাপ অতিক্রম করতে পারে। এটি তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টের সাথে তুলনা করার সময় প্রতি ইউনিট এলাকায় শক্তি প্রবাহের হার দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়।
ফুরিয়ারের তাপ সঞ্চালনের নিয়ম: ফুরিয়ারের আইন দেখায় যে তাপ শক্তি উষ্ণ পদার্থ থেকে শীতল পদার্থে চলে যায়। ফুরিয়ার আইন হিসাবে লেখা যেতে পারে
q = kAdT∕s
এই সমীকরণে, q তাপ সঞ্চালনের হারকে বোঝায়, A হল তাপ স্থানান্তর ক্ষেত্র, k হল উপাদানের তাপ পরিবাহিতা, dT হল উপাদান জুড়ে তাপমাত্রার পার্থক্য, এবং s হল উপাদানটি কতটা পুরু তা বোঝায়।
উদাহরণ:
একটি মাধ্যমের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত কণার চলাচলের কারণে বিদ্যুতের সঞ্চালন ঘটে। এই আন্দোলনের ফলে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ হতে পারে, যা ইলেকট্রন বা আয়ন দ্বারা বহন করা যেতে পারে। বৈদ্যুতিক সঞ্চালনের একটি উদাহরণ হল যখন আপনি একটি লাইভ তারে স্পর্শ করার সময় দুর্ঘটনাক্রমে বিদ্যুৎস্পৃষ্ট হন কারণ আপনার শরীরে জল রয়েছে, যা বিদ্যুতের পরিবাহী। আরেকটি উদাহরণ হল যখন বিদ্যুৎ তারের মধ্য দিয়ে যায়, যা কন্ডাক্টর, তাই আমরা টিভি দেখতে বা কম্পিউটার ব্যবহার করতে পারি।
বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা একটি উপাদান একটি বৈদ্যুতিক চার্জের গতিবিধি কতটা ভালভাবে মিটমাট করে তার একটি পরিমাপ। ধাতুর মতো কঠিন পদার্থ, ইলেকট্রনগুলি আলগাভাবে পরমাণুর সাথে আবদ্ধ থাকে যার কারণে ইলেকট্রনগুলি ধাতব বস্তুতে অবাধে পরমাণু থেকে পরমাণুতে যেতে পারে। এই ইলেক্ট্রন গতিশীলতা আমাদের এটির মাধ্যমে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ পাস করতে দেয়। আমরা যদি বস্তুর মধ্য দিয়ে সহজেই একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহকে অতিক্রম করতে পারি, তাহলে আমরা তাদেরকে ভালো বিদ্যুৎ পরিবাহী বলি। যে উপাদানগুলি তাদের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হতে দেয় না তা অন্তরক হিসাবে পরিচিত। সেমিকন্ডাক্টরগুলির পরিবাহিতা একটি অন্তরক এবং একটি পরিবাহীর মধ্যে মধ্যবর্তী। একটি "নিখুঁত ভ্যাকুয়াম," কোন চার্জযুক্ত কণা ধারণ করে না; ভ্যাকুয়ামগুলি সাধারণত খুব ভাল ইনসুলেটর হিসাবে আচরণ করে।
ধাতুর পরিবাহিতা ওহমের আইন দ্বারা ভালভাবে বর্ণনা করা হয়েছে, যা বলে যে তড়িৎ প্রযুক্ত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সমানুপাতিক। যে সহজে বর্তমান ঘনত্ব (ক্ষেত্র প্রতি বর্তমান) j একটি উপাদানে উপস্থিত হয় তা পরিবাহিতা দ্বারা পরিমাপ করা হয় σ , সংজ্ঞায়িত করা হয়:
j = σ ই,
E হল সেই অবস্থানের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এবং σ হল উপাদানটির পরিবাহিতা, এটির মধ্য দিয়ে চার্জ কত সহজে চলে তার একটি পরিমাপ।
একটি উপাদানের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বা প্রতিরোধ ক্ষমতা একটি অপরিবর্তনীয় সম্পত্তি যা উপাদানের আকার বা আকৃতির ক্ষেত্রে পরিবর্তন হয় না।
পরিবাহী দ্বারা চার্জ করা:
দেহগুলিকে সঞ্চালনের পদ্ধতি দ্বারা চার্জ করা যেতে পারে, অর্থাৎ যোগাযোগের মাধ্যমে। পরিবাহনের মাধ্যমে, শরীর চার্জিং বডির মতো একই চার্জ অর্জন করে।
পরীক্ষা: একটি পেন্সিলের উপর কাগজের একটি স্ট্রিপ রোল করে এবং তারপর আলতো করে পেন্সিলটি বের করে একটি কাগজের সিলিন্ডার তৈরি করুন। তার কেন্দ্রে বাঁধা একটি থ্রেড দ্বারা কাগজ সিলিন্ডার সাসপেন্ড করুন। একটি কাচের রড নিন এবং এটি সিল্ক দিয়ে ঘষুন যাতে এটি একটি ইতিবাচক চার্জ থাকে। এই কাচের রড দিয়ে কাগজের সিলিন্ডার স্পর্শ করুন। কাচের রডটি সরান এবং তারপর আবার কাচের রডটিকে কাগজের সিলিন্ডারের কাছে আনুন।
আপনি লক্ষ্য করবেন যে কাগজের সিলিন্ডারটি কাচের রড দ্বারা বিকর্ষণ করা হয়েছে, এর অর্থ হল কাগজের সিলিন্ডারটি একটি ধনাত্মক চার্জ অর্জন করেছে যা পরিবাহনের কারণে কাচের রডের মতো একই চার্জ।
উদাহরণ:
ফটোকন্ডাক্টিভিটি ঘটে যখন একটি উপাদান ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ শোষণ করে, যার ফলে পদার্থের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবর্তন হয়। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশন অর্ধপরিবাহীতে আলোর মতো সরল কিছু বা গামা বিকিরণের সংস্পর্শে আসা উপাদানের মতো জটিল কিছুর কারণে হতে পারে। যখন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ঘটনা ঘটে, তখন মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়, যেমন ইলেকট্রন গর্তের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়, এইভাবে বস্তুর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায়। কিছু স্ফটিক অর্ধপরিবাহী, যেমন সিলিকন, জার্মেনিয়াম, সীসা সালফাইড, এবং ক্যাডমিয়াম সালফাইড, এবং সম্পর্কিত সেমিমেটাল সেলেনিয়াম, দৃঢ়ভাবে আলোকপরিবাহী
উদাহরণ:
যে কোন বস্তু তাপ বা বৈদ্যুতিক শক্তি, বা উভয়ই দক্ষতার সাথে স্থানান্তর করে একটি পরিবাহী। যে উপাদানগুলি তাপ এবং বিদ্যুৎকে তাদের মধ্য দিয়ে যেতে দেয় না তা হল একটি অন্তরক।
| ভাল তাপ সঞ্চালন সঙ্গে উপকরণ | ভাল বৈদ্যুতিক পরিবাহী সঙ্গে উপকরণ |
|
|
ধাতুগুলি সাধারণত তাপকে দক্ষতার সাথে স্থানান্তর করে এবং ভাল তাপ পরিবাহক। কাপড় এবং কাঠ দুর্বল তাপ সঞ্চালন প্রদান করে। সাধারণত, যদি একটি পদার্থ একটি ভাল তাপ শক্তি পরিবাহী হয়, তবে এটি একটি ভাল বৈদ্যুতিক পরিবাহীও হবে। এই সবসময় সত্য নয়; উদাহরণস্বরূপ, অভ্র একটি তাপ পরিবাহী কিন্তু একটি বৈদ্যুতিক নিরোধক। লবণাক্ত জল একটি দুর্বল তাপ পরিবাহী কিন্তু একটি ভাল বৈদ্যুতিক পরিবাহী। তারপরও, সাধারণভাবে, পরমাণুর একই ঘনিষ্ঠ প্যাকিং এবং তাদের ইলেকট্রনের তুলনামূলকভাবে মুক্ত গতিবিধি যা পদার্থের মধ্যে তাপ শক্তিকে গতিশীল করে তোলে এবং ইলেকট্রনের বৈদ্যুতিক শক্তিকেও গতিশীল করে।
বিশুদ্ধ পানি, কোন দ্রবীভূত কঠিন পদার্থ ছাড়া, বৈদ্যুতিকভাবে পরিবাহী নয়। বৈদ্যুতিক প্রবাহ আরও সহজে প্রবাহিত হয় যখন পানিতে আরও দ্রবীভূত খনিজ থাকে। বায়ু, গ্যাসের মিশ্রণ, সাধারণত তাপ বা বিদ্যুতের একটি ভাল পরিবাহী নয়। বায়ু, জলের মতো, একটি অন্তরক হিসাবে বিবেচিত হয়। তবুও যখন বাতাসের কণাগুলি বিল্ট-আপ স্ট্যাটিক (একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র থেকে যখন বজ্রপাত হতে চলেছে বা পাওয়ার লাইনের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র থেকে) থেকে একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক চার্জ গ্রহণ করে, তখন বায়ু বিদ্যুৎ সঞ্চালন করতে পারে।
লবণাক্ত জল একটি দুর্বল তাপ পরিবাহী কিন্তু একটি ভাল বৈদ্যুতিক পরিবাহী: স্বাদুপানি নোনা জলের চেয়ে বেশি সময় ধরে তাপ ধরে রাখে কারণ লবণ যোগ করলে বিশুদ্ধ জলের তুলনায় দ্রবণের তাপ ক্ষমতা কম হয়। নিম্ন তাপ ক্ষমতার মানে হল যে একই অবস্থার অধীনে নোনা জল উভয়ই উত্তপ্ত হয় এবং তাজা জলের চেয়ে দ্রুত ঠান্ডা হয়। ক্রমবর্ধমান লবণাক্ততার সাথে তাপ পরিবাহিতা হ্রাস পায় এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পায়। জলের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা দ্রবণে দ্রবীভূত আয়নগুলির ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। সোডিয়াম ক্লোরাইড লবণ আয়নে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। তাই সামুদ্রিক জল স্বাদু জলের তুলনায় প্রায় এক মিলিয়ন গুণ বেশি পরিবাহী। |
