আমরা আমাদের দৈনন্দিন কথোপকথনে 'শক্তি' শব্দটি প্রচুর ব্যবহার করি। প্রতিদিন নড়াচড়া, কথা বলা, রান্না করা, লাফানো, অথবা আলো, তাপ, সঙ্গীত এবং টিভি চালু করার জন্য আমরা বিভিন্ন ধরণের শক্তি ব্যবহার করি। এই পাঠে, আমরা শক্তি এবং এর বিভিন্ন রূপ সম্পর্কে জানব এবং দৈনন্দিন জীবনে আপনার অভিজ্ঞতার সাথে সম্পর্কিত পরিস্থিতিগুলি সম্পর্কে জানব।
চল শুরু করি।
শক্তিই সবকিছু ঘটায়। যখনই কিছু নড়ে, তখন তা শক্তির কারণে হয়। যখনই কিছু উষ্ণ হয়, তখন তা শক্তির কারণে হয়। যখনই কিছু শব্দ করে, তখন তা শক্তির কারণে হয়। আমরা চিন্তা করতে, খেলতে এবং কথা বলতে শক্তি ব্যবহার করি। আসলে, আমরা যখনই কিছু করি, তখন আমরা শক্তি ব্যবহার করি!
আমরা আমাদের ঘরবাড়ি, স্কুল এবং অফিস গরম এবং ঠান্ডা করার জন্য শক্তি ব্যবহার করি। আমরা আলো এবং যন্ত্রপাতি তৈরিতে শক্তি ব্যবহার করি। শক্তি আমাদের যানবাহন চলাচল করে, বিমান উড়ে, নৌকা চালায় এবং মেশিন চালায়।
সকল জীবেরও শক্তির প্রয়োজন। উদ্ভিদ সূর্যের আলো ব্যবহার করে বেড়ে ওঠে। প্রাণী এবং মানুষ গাছপালা খায় এবং সঞ্চিত শক্তি ব্যবহার করে। খাদ্য আমাদের শরীরের শক্তির চাহিদা পূরণের জন্য জ্বালানি।
ফুটবল খেলার (অথবা যেকোনো খেলার) তীব্র খেলার পরে কি আপনি লক্ষ্য করেছেন যে আপনার শরীর কেমন গরম অনুভূত হয়? এর কারণ হল আপনার শরীর তাপ শক্তি উৎপন্ন করে।
সহজ ভাষায়, শক্তি হল কাজ করার ক্ষমতা। শক্তি বিভিন্ন রূপে আসে এবং আমরা এটি বিভিন্ন উপায়ে ব্যবহার করি। আসুন আমাদের দৈনন্দিন জীবনের কিছু উদাহরণ দেখি:
কোনটিতে বেশি শক্তি আছে - আকাশে উড়ন্ত বিমান নাকি টেবিল থেকে পড়ে যাওয়া বই? আকাশে উড়ন্ত বিমানের শক্তি বেশি কারণ এটি একটি বইয়ের চেয়ে অনেক দ্রুত গতিতে ভ্রমণ করে, এবং বিমানটি বইয়ের চেয়ে ভারী হওয়ার কারণেও।
গরম চকোলেট ঠান্ডা হলে, এটি কি তাপীয় শক্তি বৃদ্ধি করে নাকি হ্রাস করে? এটি তাপীয় শক্তি হ্রাস করে কারণ দুধ তার তাপীয় শক্তি (বা তাপ) চারপাশে ছেড়ে দিচ্ছে এবং চুলার ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রা থেকে তাপীয় শক্তি আর শোষণ করছে না।
কফি মেশিন বা টিভি সকেটে লাগানোর পর কীভাবে কাজ শুরু করে বলে তুমি মনে করো? কারণ বৈদ্যুতিক শক্তি বিদ্যুৎ লাইনের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে এবং তারপর অনেকগুলি বিভিন্ন মেশিনকে কাজ করার জন্য শক্তি দেয়।
কোন শব্দের শক্তি বেশি - ট্রাকের হর্ন নাকি জলের ঝর্ণা? হর্নের শক্তি বেশি কারণ কোনও জিনিস যত জোরে বাজবে, তার শব্দ শক্তি তত বেশি হবে।
কোনও বস্তুর শক্তি তার কাজ করার ক্ষমতার ভিত্তিতে পরিমাপ করা হয়। অতএব, শক্তির একক কাজের এককের মতোই, এবং তা হল জুল (J)। ১ জুল (J) হল ১ জুল কাজ করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি। জুল বলতে বোঝায় যে পরিমাণ শক্তি একটি বস্তুকে ১N বলের বিপরীতে ১ মিটার দূরত্বে সরানোর জন্য কাজ করার মাধ্যমে প্রেরণ করা হয়। কিলোজুল (kJ) নামক শক্তির একটি বৃহত্তর একক ব্যবহৃত হয়। ১ kJ = ১০০০ J।
গতিশক্তি - যেকোনো চলমান জিনিস গতিশক্তি ব্যবহার করে। উদাহরণস্বরূপ, আকাশে বিমান ওড়ানো, বল নিক্ষেপ, দৌড়ানো, সাইকেল চালানো ইত্যাদি গতিশক্তির উদাহরণ। রাস্তায় চলমান একটি গাড়িতে গতিশক্তি থাকে যেখানে পার্ক করা গাড়িতে গতিশক্তি থাকে না। এর অর্থ হল গতিশক্তি কেবল তখনই বিদ্যমান যখন কোনও বস্তু বা বস্তু চলমান থাকে। যখন কোনও বস্তু স্থির থাকে, তখন তার গতিশক্তি শূন্য হয়ে যায়। এর অর্থ হল, যখন গতি = 0, গতিশক্তি = 0। এটি শূন্য থেকে ধনাত্মক মান পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। উদাহরণ: একটি শিশু দোলনায় দোল খাচ্ছে। দোলনাটি সামনের দিকে বা পিছনের দিকে যাই হোক না কেন, গতিশক্তির মান কখনই ঋণাত্মক হয় না।
বিভবশক্তি – এটি একটি বস্তুর অবস্থানের শক্তি। উদাহরণ: যখন একটি শিশু দোলনায় দোল খাড়া চাপের শীর্ষে পৌঁছায়, তখন তার সর্বাধিক বিভবশক্তি থাকে। যখন সে মাটির কাছাকাছি থাকে, তখন তার বিভবশক্তি সর্বনিম্ন (0) থাকে। আরেকটি উদাহরণ হল বাতাসে একটি বল নিক্ষেপ করা। সর্বোচ্চ বিন্দুতে, বিভবশক্তি সর্বাধিক। বলটি যখন উপরে ওঠে বা পড়ে তখন এতে বিভব এবং গতিশক্তির সংমিশ্রণ থাকে।
যান্ত্রিক শক্তি – এটি এমন শক্তি যা কোনও বস্তুর গতি বা অবস্থান থেকে উৎপন্ন হয়। যান্ত্রিক শক্তি হল গতিশক্তি এবং বিভব শক্তির সমষ্টি। উদাহরণ: যান্ত্রিক শক্তি সম্পন্ন একটি বস্তুর গতিশক্তি এবং বিভব শক্তি উভয়ই থাকে, যদিও এই দুটি রূপের যেকোনো একটির শক্তি শূন্যের সমান হতে পারে। একটি চলমান গাড়ির গতিশক্তি থাকে। আপনি যদি গাড়িটিকে পাহাড়ের উপরে নিয়ে যান, তবে এর গতিশক্তি এবং বিভব শক্তি থাকে। টেবিলের উপর রাখা একটি বইয়ের বিভব শক্তি থাকে।
রাসায়নিক শক্তি - রাসায়নিক শক্তি হল সেই শক্তি যা পরমাণু এবং অণুর বন্ধনে সঞ্চিত থাকে। যখন এই রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে, তখন এই শক্তি নির্গত হয়। আমরা আমাদের গাড়িতে জ্বালানি (পেট্রোল/ডিজেল) আকারে রাসায়নিক শক্তি ব্যবহার করি। ব্যাটারি, জৈববস্তু, তেল, প্রাকৃতিক গ্যাস এবং কয়লা হল সঞ্চিত রাসায়নিক শক্তির উদাহরণ। খাদ্যও সঞ্চিত রাসায়নিক শক্তির একটি ভালো উদাহরণ। এই শক্তি হজমের সময় নির্গত হয়।
বৈদ্যুতিক শক্তি - ইলেকট্রন নামক ক্ষুদ্র চার্জযুক্ত কণা দ্বারা উৎপন্ন শক্তি। বজ্রপাত হল বৈদ্যুতিক শক্তির একটি রূপ। ল্যাপটপ, কফি মেশিন, মোবাইল ফোন, ভ্যাকুয়াম ক্লিনার এবং টেলিভিশনের মতো আমাদের প্রায় সকল যন্ত্রপাতি বিদ্যুৎ দিয়ে কাজ করে।
তাপ শক্তি – এটি তাপ শক্তি নামেও পরিচিত। আগুন থেকে যে শক্তি আসে তা হল তাপ শক্তি। এটি দুটি সিস্টেমের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য প্রতিফলিত করে। আমরা জানি পদার্থ অণু দিয়ে তৈরি। যখন আমরা পদার্থের তাপমাত্রা বাড়াই তখন কণাগুলি দ্রুত কম্পিত হয়। তাপ শক্তি হল পদার্থের তাপমাত্রা থেকে আসা শক্তি। এক কাপ গরম কফি, বৈদ্যুতিক বা গ্যাসের চুলা, রুম হিটার ইত্যাদি তাপ শক্তির উদাহরণ।
আলোক শক্তি - এটিকে তেজস্ক্রিয় শক্তিও বলা হয়। পৃথিবী সূর্যের আলো থেকে তার প্রচুর শক্তি গ্রহণ করে। উদ্ভিদ সূর্য থেকে আলোক শক্তি গ্রহণ করে এবং এটিকে রাসায়নিক শক্তিতে (খাদ্য) রূপান্তরিত করে যা তাদের বৃদ্ধিতে সহায়তা করে, এটি সালোকসংশ্লেষণ নামে পরিচিত।
শব্দ শক্তি – আমরা যত জোরে চিৎকার করি, তত বেশি শব্দ শক্তি ব্যবহার করি। আপনি যা কিছু শুনতে পান তা হল শব্দ শক্তি। আমাদের কণ্ঠস্বর ছাড়াও, শব্দ শক্তির আরও অনেক উদাহরণ রয়েছে: হাততালি দেওয়া, গিটার বাজানো, কুকুরের ঘেউ ঘেউ করা ইত্যাদি।
পারমাণবিক শক্তি – পারমাণবিক শক্তি পরমাণুর নিউক্লিয়াসে সঞ্চিত থাকে। নিউক্লিয়াসগুলিকে একত্রিত (ফিউশন) বা বিভাজন (ফিশন) করার সময় এই শক্তি নির্গত হয়। উদাহরণ: পারমাণবিক বিভাজন, পারমাণবিক ফিউশন এবং পারমাণবিক ক্ষয় হল পারমাণবিক শক্তির উদাহরণ। পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র থেকে পারমাণবিক বিস্ফোরণ এবং শক্তি এই ধরণের শক্তির নির্দিষ্ট উদাহরণ। পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ইউরেনিয়াম পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে বিভক্ত করে।
তড়িৎ চৌম্বকীয় শক্তি – তড়িৎ চৌম্বকীয় শক্তি বা বিকিরণ শক্তি হল আলো বা তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গ থেকে উৎপন্ন শক্তি। উদাহরণ: যেকোনো ধরণের আলোরই তড়িৎ চৌম্বকীয় শক্তি থাকে, যার মধ্যে বর্ণালীর এমন কিছু অংশও রয়েছে যা আমরা দেখতে পাই না। রেডিও, গামা, এক্স-রে, মাইক্রোওয়েভ এবং অতিবেগুনী আলো হল তড়িৎ চৌম্বকীয় শক্তির কিছু উদাহরণ।
মহাকর্ষীয় শক্তি – মহাকর্ষীয় শক্তির সাথে যুক্ত শক্তি দুটি বস্তুর মধ্যে তাদের ভরের উপর ভিত্তি করে আকর্ষণকে বোঝায়। এটি যান্ত্রিক শক্তির ভিত্তি হিসেবে কাজ করতে পারে, যেমন একটি তাকের উপর স্থাপিত বস্তুর সম্ভাব্য শক্তি অথবা পৃথিবীর চারপাশে কক্ষপথে চাঁদের গতিশক্তি। উদাহরণ: মহাকর্ষীয় শক্তি বায়ুমণ্ডলকে পৃথিবীর সাথে ধরে রাখে।
আয়নীকরণ শক্তি – এটি শক্তির একটি রূপ যা ইলেকট্রনকে তার পরমাণু, আয়ন বা অণুর নিউক্লিয়াসের সাথে আবদ্ধ করে। উদাহরণ: একটি পরমাণুর প্রথম আয়নীকরণ শক্তি হল একটি ইলেকট্রন সম্পূর্ণরূপে অপসারণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি। দ্বিতীয় আয়নীকরণ শক্তি হল দ্বিতীয় ইলেকট্রন অপসারণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি এবং প্রথম ইলেকট্রন অপসারণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির চেয়ে বেশি।
শক্তি সংরক্ষণের সূত্র বলে যে শক্তি কখনই তৈরি বা ধ্বংস করা যায় না, তবে এটি কেবল এক রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তিত হতে পারে। এর একটি উদাহরণ হল খাদ্যের রাসায়নিক শক্তি যা আমরা যখন নড়াচড়া করি তখন গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
ভর শক্তির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। ভর এবং শক্তির সমতার ফলে, ভরযুক্ত যেকোনো স্থির বস্তুর সমান শক্তি থাকে যাকে বিশ্রাম শক্তি বলা হয়। বিশ্রাম ভর বলতে একটি স্থির বস্তুর ভর বোঝায়। বিশ্রাম শক্তির চেয়ে শরীরে শক্তি বৃদ্ধি পেলে বস্তুর মোট ভর বৃদ্ধি পাবে। উদাহরণ: একটি বস্তুকে উত্তপ্ত করলে শক্তি বৃদ্ধি পায় যা একটি ছোট ভর বৃদ্ধি হিসাবে পরিমাপ করা যায়।
নবায়নযোগ্য শক্তি
নবায়নযোগ্য শক্তি হলো এমন উৎস থেকে উৎপাদিত শক্তি যা মানুষের জীবদ্দশায় নিঃশেষ হয় না বা পুনরায় পূরণ করা যায় না। সবচেয়ে সাধারণ উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে বায়ু, সৌর, ভূ-তাপীয়, জৈববস্তু এবং জলবিদ্যুৎ।
সৌরশক্তি বলতে সূর্য থেকে প্রাপ্ত শক্তির ধরণকে বোঝায়। এটিকে বৈদ্যুতিক, তাপ এবং রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তরিত করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সৌর প্যানেলগুলি সৌরশক্তি ব্যবহার করে এবং তারপর এটিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। এই শক্তি আলো বা তাপীকরণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। মোবাইল ফোনের মতো বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতিতেও সৌরশক্তি প্রয়োগ করা হয়। বিশ্বের গ্রীষ্মমন্ডলীয় অঞ্চলে এই ধরণের শক্তি প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায় যেখানে এটি ঐতিহ্যগতভাবে কফি, ভুট্টা এবং ধানের মতো ফসল শুকানোর জন্য ব্যবহৃত হয়ে আসছে। এই ধরণের শক্তির কিছু সুবিধা হল এটি সস্তা, অক্ষয়, এর বিস্তৃত উৎস রয়েছে এবং এটি একটি পরিষ্কার শক্তির উৎস।
বায়ু শক্তি বলতে বায়ু থেকে উৎপন্ন শক্তিকে বোঝায়। বায়ুকলগুলি বায়ু শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয় যা বিভিন্ন উপায়ে ব্যবহার করা যেতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে বিদ্যুৎ উৎপাদন, শস্যদানা পিষে নেওয়া এবং জল পাম্প করা। শতাব্দীর পর শতাব্দী ধরে, নৌকা এবং জাহাজের মতো সমুদ্রের জাহাজগুলিকে চালিত করার জন্য বায়ু শক্তি ব্যবহার করা হয়ে আসছে। যেসব অঞ্চলে উন্মুক্ত ভূদৃশ্য রয়েছে সেগুলিই বায়ু শক্তির প্রধান সম্ভাবনাময় ক্ষেত্র।
পানি থেকে প্রাপ্ত শক্তিকে জলবিদ্যুৎ বলা হয়। পানি যখন গতিশীল থাকে তখন এটি উৎপাদিত হয়। উচ্চ গতিতে প্রবাহিত পানির প্রচুর গতিশক্তি থাকে যা কাজ করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, শস্যের জন্য পেষণকারী কলগুলি ঘুরাতে পানির বল ব্যবহার করা যেতে পারে। জলবিদ্যুৎ উৎপন্ন করে এমন টারবাইনগুলি ঘুরাতেও এই শক্তি ব্যবহার করা হয়।
নবায়নযোগ্য শক্তি
বিপরীতে, অ-নবায়নযোগ্য শক্তি হল সেই শক্তি যা এমন উৎস থেকে আসে যা আমাদের জীবদ্দশায় ফুরিয়ে যাবে অথবা পুনরায় পূরণ করা হবে না। অ-নবায়নযোগ্য শক্তির বেশিরভাগ উৎস হল জীবাশ্ম জ্বালানি, যেমন কয়লা, গ্যাস এবং তেল।
পেট্রোলিয়াম বলতে প্রাণী ও উদ্ভিদ পদার্থ থেকে তরল ও গ্যাসীয় হাইড্রোকার্বনকে বোঝায় যা পাললিক শিলার মধ্যে জমা হয়, সংকুচিত হয় এবং এই আকারে রূপান্তরিত হয়। পেট্রোলিয়াম পরিশোধিত হওয়ার পর, বিভিন্ন পণ্য পাওয়া যায়। এই পণ্যগুলির মধ্যে রয়েছে পেট্রোল (পেট্রোল), বিমান জ্বালানি, লুব্রিকেন্ট, কেরোসিন এবং বিটুমিন। এই পণ্যগুলি বিভিন্ন উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়। যানবাহন, জাহাজ, লোকোমোটিভ ইঞ্জিন এবং যন্ত্রপাতির জ্বালানি তৈরির জন্য চুল্লি এবং বয়লারে শিল্প ডিজেল ব্যবহার করা হয়।
কয়লা হল একটি বাদামী বা কালো শিলা, যা মূলত লক্ষ লক্ষ বছর আগে উদ্ভিদ পদার্থের সংকোচনের ফলে তৈরি কার্বন দিয়ে তৈরি। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে ভূ-তাপীয় শক্তি, জলবিদ্যুৎ এবং পেট্রোলিয়াম আবিষ্কারের সাথে সাথে শক্তির উৎস হিসেবে কয়লার ব্যবহার হ্রাস পেয়েছে।
প্রাকৃতিক গ্যাস হল এক ধরণের গ্যাস যা ভূগর্ভস্থ এবং অপরিশোধিত তেলের উপরের স্তরে তৈরি হয় তবে এটি নিজে থেকেই তৈরি হতে পারে। এটি মূলত শিল্পে গরম করার জন্য এবং গৃহস্থালীর কাজে গরম করার জন্য, আলো জ্বালানোর জন্য এবং রান্নার জন্য ব্যবহৃত হয়।
