তাপ: সূত্র এবং ইউনিট, বৈশিষ্ট্য, এটি কীভাবে পরিমাপ করা যায়, উদাহরণ - শারীরিক - 2025

তাপ পদার্থবিদ্যা তাপ শক্তি হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা হয় স্থানান্তরিত যখনই পরিচিতির বস্তু বা পদার্থ যেগুলি বিভিন্ন তাপমাত্রার হয়। এই শক্তি স্থানান্তর এবং এটি সম্পর্কিত সমস্ত প্রক্রিয়া, পদার্থবিদ্যার একটি গুরুত্বপূর্ণ শাখা থার্মোডাইনামিক্সের অধ্যয়নের অবজেক্ট।

শক্তি গ্রহণ করে এমন অনেকগুলি রূপের মধ্যে একটি এবং সর্বাধিক পরিচিত। তাহলে এটি কোথা থেকে আসে? উত্তরটি পরমাণু এবং অণুগুলিতে থাকে যা পদার্থ তৈরি করে। জিনিসের ভিতরে থাকা এই কণাগুলি স্থির নয়। আমরা সেগুলি নরম ফোয়ারা দ্বারা সংযুক্ত ছোট পুঁতি হিসাবে কল্পনা করতে পারি, সঙ্কুচিত এবং সহজেই প্রসারিত করতে সক্ষম।

পরমাণু এবং অণু পদার্থের মধ্যে স্পন্দিত হয়, যা অভ্যন্তরীণ শক্তিতে অনুবাদ হয়। সূত্র: পি টিপ্পেন্স। পদার্থবিজ্ঞান: ধারণা এবং অ্যাপ্লিকেশন।

এইভাবে, কণাগুলি স্পন্দিত করতে সক্ষম হয় এবং তাদের শক্তি সহজেই অন্য কণায় এবং এক দেহ থেকে অন্যদেহে স্থানান্তরিত হতে পারে।

একটি দেহ যে পরিমাণ তাপ শোষণ করে বা ছেড়ে দেয় তা পদার্থের প্রকৃতি, তার ভর এবং তাপমাত্রার পার্থক্যের উপর নির্ভর করে। এটি এইভাবে গণনা করা হয়:

যেখানে প্রশ্ন হ'ল স্থানান্তরিত তাপের পরিমাণ, এম বস্তুর ভর, সি _ই পদার্থের নির্দিষ্ট তাপ এবং ΔT = _{ফাইনাল} টি - _{প্রাথমিক} টি, অর্থাৎ তাপমাত্রার পার্থক্য।

সমস্ত ধরণের শক্তির মতোই তাপটি আন্তর্জাতিক পদ্ধতিতে (এসআই) জোলে মাপা হয়। অন্যান্য উপযুক্ত ইউনিটগুলি হ'ল: সিজিএস সিস্টেমে ইরগস, ব্রিটিশ ব্যবস্থায় বিটিটিউ এবং ক্যালোরি, যা সাধারণত খাবারের শক্তির সামগ্রীতে ব্যবহৃত হয় term

তাপ বৈশিষ্ট্য

ক্যাম্পফায়ার থেকে উত্তাপ হ'ল স্থানান্তর শক্তি। সূত্র: পিক্সাবে

মাথায় রাখতে বেশ কয়েকটি মূল ধারণা রয়েছে:

হিট ট্রানজিট শক্তি সম্পর্কে। বস্তুগুলির তাপ নেই, তারা কেবল পরিস্থিতিটির উপর নির্ভর করে এটি ছেড়ে দেয় বা শোষণ করে। বস্তুগুলির মধ্যে যা থাকে তা হ'ল অভ্যন্তরীণ শক্তি, অভ্যন্তরীণ কনফিগারেশনের ফলে।

এই অভ্যন্তরীণ শক্তি, ঘুরে, স্পন্দনশীল আন্দোলন এবং আণবিক কনফিগারেশনের বৈশিষ্ট্যযুক্ত সম্ভাব্য শক্তির সাথে যুক্ত গতিশক্তি নিয়ে গঠিত। এই কনফিগারেশন অনুসারে, একটি পদার্থ তাপ কমবেশি সহজেই স্থানান্তরিত করবে এবং এটি তার নির্দিষ্ট তাপ সি _ই প্রতিফলিত হয়, যে মানটি কিউ গণনা করার সমীকরণে উল্লিখিত হয়েছিল _e

- দ্বিতীয় গুরুত্বপূর্ণ ধারণাটি হ'ল তাপ সর্বদা উষ্ণতম দেহ থেকে শীতলতম স্থানে স্থানান্তরিত হয়। অভিজ্ঞতা ইঙ্গিত দেয় যে গরম কফি থেকে উত্তাপ সর্বদা কাপ এবং প্লেটের চীনামাটির বাসন, বা চামচটির ধাতু যা দিয়ে এটি আলোড়িত হয় অন্যদিকে কখনও হয় না।

- উত্তাপের পরিমাণ স্থানান্তরিত বা শোষিত হওয়া প্রশ্নযুক্ত শরীরের ভরগুলির উপর নির্ভর করে। এক্স ভর সহ একটি নমুনায় একই পরিমাণে ক্যালোরি বা জোলস যুক্ত করা অন্যভাবে যার ভর 2x হয় তেমন উত্তাপ হয় না।

কারন? বৃহত্তর নমুনায় আরও কণা রয়েছে এবং প্রতিটি প্রত্যেকে ছোট নমুনার গড় অর্ধেক শক্তি অর্জন করবে।

তাপ ভারসাম্য এবং শক্তি সংরক্ষণ

অভিজ্ঞতা আমাদের বলে যে আমরা যখন দুটি তাপমাত্রাকে বিভিন্ন তাপমাত্রায় যোগাযোগ করি, কিছুক্ষণ পরে উভয়ের তাপমাত্রা একই হয়। তারপরে এটি উল্লেখ করা যেতে পারে যে বস্তু বা সিস্টেমগুলি যেমন তাদের বলা যেতে পারে, তাপীয় ভারসাম্য রক্ষায়।

অন্যদিকে, কীভাবে একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বাড়ানো যায় তা প্রতিফলিত করে, সিদ্ধান্তে পৌঁছে যে দুটি সম্ভাব্য প্রক্রিয়া রয়েছে:

i) এটি গরম করা, অর্থাৎ অন্য সিস্টেম থেকে শক্তি স্থানান্তর করা।

ii) এটিতে এক ধরণের যান্ত্রিক কাজ চালিয়ে যান।

অ্যাকাউন্টটি গ্রহণ করা যাতে শক্তি সংরক্ষণ করা হয়:

থার্মোডিনামিকসের কাঠামোয়, এই সংরক্ষণ নীতিটি থার্মোডিনামিক্সের প্রথম আইন হিসাবে পরিচিত। আমরা বলি যে সিস্টেমটি অবশ্যই বিচ্ছিন্ন হতে হবে, কারণ অন্যথায় ভারসাম্যের অন্যান্য শক্তি ইনপুট বা আউটপুটগুলি বিবেচনা করা প্রয়োজন।

তাপকে কীভাবে পরিমাপ করা হয়?

তাপটি যে প্রভাবটি তৈরি করে সে অনুযায়ী পরিমাপ করা হয়। সুতরাং এটি স্পর্শের অনুভূতি যা দ্রুত জানিয়ে দেয় যে পানীয়, কোনও খাবার বা কোনও বস্তু কতটা গরম বা শীতল। তাপ স্থানান্তর পরিবর্তনের ফলে উত্তাপের স্থানান্তর বা শোষণের ফলে, এটি পরিমাপ করা কতটা তাপ স্থানান্তরিত হয়েছে তা একটি ধারণা দেয়।

তাপমাত্রা পরিমাপ করার জন্য ব্যবহৃত উপকরণটি হ'ল থার্মোমিটার, যা পড়া চালিয়ে যাওয়ার জন্য স্নাতক স্তরের সজ্জিত একটি ডিভাইস। সর্বাধিক পরিচিত হ'ল পারদ থার্মোমিটার, যা পারদ একটি সূক্ষ্ম কৈশিক নিয়ে গঠিত যা উত্তপ্ত হলে প্রসারিত হয়।

সেলসিয়াস এবং ফারেনহাইট আইশের স্নাতক সহ একটি থার্মোমিটার। সূত্র: পিক্সাবে।

পারদ ভরা কৈশিকটি তারপর একটি স্কেল সহ একটি কাচের নল মধ্যে sertedোকানো হয় এবং শরীরের সংস্পর্শে রাখা হয়, তাপমাত্রা সমতা না পৌঁছানো পর্যন্ত তাপমাত্রাটি মাপতে হবে এবং উভয়ের তাপমাত্রা সমান হবে is

থার্মোমিটার তৈরি করার জন্য কী প্রয়োজন?

শুরু করার জন্য, আপনার কিছু থার্মোমেট্রিক সম্পত্তি থাকা দরকার, এটি এমন একটি যা তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়।

উদাহরণস্বরূপ, কোনও গ্যাস বা তরল যেমন পারদ যেমন উত্তপ্ত হয় তখন প্রসারিত হয়, যদিও বৈদ্যুতিক প্রতিরোধেরও কাজ করে, যা যখন কারেন্টের মধ্য দিয়ে যায় তখন তাপ নির্গত হয়। সংক্ষেপে, সহজে পরিমাপযোগ্য যে কোনও থার্মোমেট্রিক সম্পত্তি ব্যবহার করা যেতে পারে।

তাপমাত্রা টি যদি থার্মোমেট্রিক সম্পত্তি এক্স এর সাথে সরাসরি সমানুপাতিক হয় তবে এটি লেখা যেতে পারে:

যখন দুটি উপযুক্ত তাপমাত্রা সেট করা হয় এবং X এর সাথে সম্পর্কিত মানগুলি পরিমাপ করা হয় তখন k সমানুপাতের ধ্রুবক হিসাবে নির্ধারিত হয়। উপযুক্ত তাপমাত্রা মানে পরীক্ষাগারে পাওয়া সহজ।

জোড় (টি ₁, এক্স ₁) এবং (টি ₂, এক্স ₂) প্রতিষ্ঠিত হয়ে গেলে, তাদের মধ্যে বিরতি সমান অংশে বিভক্ত হয়ে যায়, এগুলি ডিগ্রি হবে।

তাপমাত্রার স্কেল

তাপমাত্রার স্কেল তৈরি করতে প্রয়োজনীয় তাপমাত্রার নির্বাচনটি মাপদণ্ডের সাহায্যে তৈরি করা হয় যে তারা পরীক্ষাগারে পাওয়া সহজ। বিশ্বজুড়ে সর্বাধিক ব্যবহৃত স্কেলগুলির মধ্যে একটি হ'ল সেলসিয়াস স্কেল, এটি সুইডিশ বিজ্ঞানী অ্যান্ডার্স সেলসিয়াস (1701-1744) দ্বারা নির্মিত।

সেলসিয়াস স্কেলের 0 টি হ'ল তাপমাত্রা, যেখানে 1 চাপের বায়ুমণ্ডলে বরফ এবং তরল জল ভারসাম্যহীন থাকে, যখন তরল জল এবং জলীয় বাষ্প সমানতুল্য এবং 1 চাপের বায়ুমণ্ডলে সমান হয় তখন উপরের সীমাটি বেছে নেওয়া হয়। এই ব্যবধানটি 100 ডিগ্রিতে বিভক্ত, যার প্রত্যেককে বলা হয় একটি ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড।

এটি স্কেল তৈরির একমাত্র উপায় নয় এটি থেকে দূরে। ফারেনহাইট স্কেল এর মতো অন্যান্য বিভিন্ন স্কেল রয়েছে, যেখানে অন্তরগুলি অন্যান্য মানগুলির সাথে বেছে নেওয়া হয়েছে। এবং এখানে কেলভিন স্কেল রয়েছে, যার কেবলমাত্র কম সীমা রয়েছে: পরম শূন্য।

নিখুঁত শূন্য তাপমাত্রার সাথে সামঞ্জস্য করে যেখানে কোনও পদার্থের কণার সমস্ত গতিপথ সম্পূর্ণভাবে বন্ধ হয়ে যায়, যদিও এটি বেশ কাছাকাছি এসে গেছে, এটি এখনও কোনও পদার্থকে পরম শূন্যে শীতল করতে সক্ষম হয় নি।

উদাহরণ

প্রত্যেকে প্রত্যক্ষ বা অপ্রত্যক্ষভাবে প্রত্যেকেই প্রতিদিনের ভিত্তিতে তাপ অনুভব করে। উদাহরণস্বরূপ, যখন আপনি গরম পানীয় পান করেন, মধ্যাহ্নের রোদে, গাড়ির ইঞ্জিনের তাপমাত্রা পরীক্ষা করে, লোকেদের পূর্ণ ঘরে এবং অগণিত অন্যান্য পরিস্থিতিতে।

পৃথিবীতে, তাপ প্রক্রিয়াটি জীবন প্রক্রিয়াগুলি বজায় রাখার জন্য প্রয়োজনীয় যা উভয়ই সূর্যের থেকে আসে এবং যা গ্রহের অভ্যন্তর থেকে আসে both

একইভাবে, জলবায়ু বায়ুমণ্ডলে ঘটে এমন তাপীয় শক্তির পরিবর্তন দ্বারা চালিত হয়। সূর্যের তাপ সর্বত্র সমানভাবে পৌঁছায় না, নিরক্ষীয় অক্ষাংশে এটি খুঁটির চেয়ে বেশি পৌঁছায়, তাই গ্রীষ্মমণ্ডলীয় অঞ্চলের সবচেয়ে উষ্ণ বায়ু তাপীয় ভারসাম্য অর্জনের জন্য উত্তর এবং দক্ষিণে উঠে যায় যা নিয়ে আগে কথা হয়েছিল।

এইভাবে, বায়ু স্রোতগুলি বিভিন্ন গতিতে প্রতিষ্ঠিত হয়, যা মেঘ এবং বৃষ্টি পরিবহন করে। অন্যদিকে, গরম এবং ঠান্ডা এয়ার ফ্রন্টগুলির মধ্যে হঠাৎ সংঘর্ষের কারণে ঝড়, টর্নেডো এবং হারিকেনের মতো ঘটনা ঘটে।

বিপরীতে, কাছাকাছি পর্যায়ে, তাপটি সৈকতে সূর্যাস্তের মতো স্বাগত নাও হতে পারে। তাপ ইঞ্জিন এবং কম্পিউটার প্রসেসরে অপারেটিং সমস্যার কারণ হয়ে থাকে।

এটি পরিবাহী তারগুলি এবং উপকরণগুলিকে প্রসারিত করার জন্য বৈদ্যুতিক শক্তি হারিয়ে যাওয়ার কারণও তৈরি করে, এজন্য ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সমস্ত ক্ষেত্রে তাপ চিকিত্সা এত গুরুত্বপূর্ণ।

অনুশীলন

- অনুশীলনী 1

একটি মিছরির লেবেলটি পড়ে এটি 275 ক্যালোরি সরবরাহ করে। এই ক্যান্ডি সমতুল্য জোলসের মধ্যে কত শক্তি?

সমাধান

শুরুতে, ক্যালোরি উত্তাপের একক হিসাবে উল্লেখ করা হয়েছিল। খাবারে এমন শক্তি থাকে যা সাধারণত এই ইউনিটগুলিতে পরিমাপ করা হয় তবে ডায়েটরি ক্যালোরিগুলি আসলে কিলোক্যালরি।

সমতুল্যতা নিম্নলিখিত: 1 কিলোক্যালরি = 4186 জে, এবং এটি মিলেছে যে সিদ্ধান্তে পৌঁছেছে:

275 কিলোক্যালরি x 4186 জোল / কিলোক্যালরি = 1.15 10 ⁶ জে।

- অনুশীলন 2

একটি ধাতব 100 গ্রাম 100 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে উত্তপ্ত হয় এবং 20 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে 300 গ্রাম জল দিয়ে একটি ক্যালরিমিটারে স্থাপন করা হয় ভারসাম্যটি যখন ভারসাম্য অর্জন করে তখন তাপমাত্রা 21.44 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড হয় is আপনাকে ক্যালরিমিটার তাপ শোষণ করে না বলে ধরে নিয়ে ধাতবটির নির্দিষ্ট তাপ নির্ধারণ করতে বলা হয়।

সমাধান

এই পরিস্থিতিতে ধাতুটি তাপ ছেড়ে দেয়, যা আমরা Q কে _{প্রদত্ত বলব} এবং ক্ষতি চিহ্নিত করার জন্য একটি চিহ্ন (-) স্থাপন করা হয়েছে:

তার অংশ হিসাবে, ক্যালোরিমিটারের জল তাপ শোষণ করে, যা Q শোষণ হিসাবে চিহ্নিত করা হবে:

শক্তি সংরক্ষণ করা হয়, যা থেকে এটি নিম্নলিখিত:

বিবৃতি থেকে আপনি ΔT গণনা করতে পারেন:

গুরুত্বপূর্ণ: 1 lC 1 ক্যালভিনের সমান আকার same দুটি স্কেলের মধ্যে পার্থক্য হ'ল কেলভিন স্কেল পরম (কেলভিন ডিগ্রি সর্বদা ধনাত্মক থাকে)।

20 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড জলের নির্দিষ্ট তাপমাত্রা 4186 জ / কেজি kg কে এবং এর সাহায্যে শোষিত তাপ গণনা করা যেতে পারে:

উপসংহারে, ধাতবটির নির্দিষ্ট তাপটি সাফ হয়ে গেছে:

তথ্যসূত্র

1. বাউয়ার, ডাব্লু। 2011. প্রকৌশল ও বিজ্ঞানের জন্য পদার্থবিদ্যা। খণ্ড 1. ম্যাকগ্রা হিল।
2. কুয়েলার, জেএ পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয়: প্রতিযোগিতার দ্বারা পদ্ধতির। ম্যাকগ্রা হিল
3. কিরকপ্যাট্রিক, এল। 2007. পদার্থবিদ্যা: দ্য দ্য ওয়ার্ল্ড। 6 ^টা সম্পাদনা সংক্ষেপে। কেনেজ লার্নিং।
4. নাইট, আর। 2017. বিজ্ঞানীদের জন্য প্রকৌশল এবং প্রকৌশল: একটি কৌশল পদ্ধতির। পিয়ারসন।
5. টিপ্পেনস, পি। 2011. পদার্থবিদ্যা: ধারণা এবং অ্যাপ্লিকেশন। 7 ম সংস্করণ। ম্যাকগ্রাউ পাহাড়