সংবেদনশীল তাপ: ধারণা, সূত্র এবং সমাধান ব্যায়াম - শারীরিক - 2025

যুক্তিসম্মত তাপ তাপ শক্তি উত্থানের তার তাপমাত্রা দ্বারা একটি বস্তু সরবরাহ করা হয়। এটি সুপ্ত তাপের বিপরীত, যার তাপীয় তাপমাত্রা তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে না তবে একটি পর্যায় পরিবর্তনকে উত্সাহ দেয়, উদাহরণস্বরূপ কঠিন থেকে তরল পর্যন্ত।

একটি উদাহরণ ধারণাটি স্পষ্ট করে। মনে করুন 20 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় আমাদের কাছে একটি পাত্র জল রয়েছে যখন আমরা চুলাতে রাখি তখন সরবরাহ করা তাপ ধীরে ধীরে পানির তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে যতক্ষণ না এটি 100 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে পৌঁছায় (সমুদ্রের স্তরে পানির ফুটন্ত তাপমাত্রা)। সরবরাহিত তাপকে সংবেদনশীল তাপ বলা হয়।

যে হাত গরম করে তা হ'ল বোধগম্য তাপ। সূত্র: পিক্সাবে

জল একবার ফুটন্ত বিন্দুতে পৌঁছে, বার্নার দ্বারা সরবরাহ করা তাপ আর পানির তাপমাত্রা বাড়ায় না, যা 100 ° সেন্টিগ্রেডে থাকে remains এক্ষেত্রে সরবরাহ করা তাপীয় শক্তি পানি বাষ্পীভবনে ব্যয় করা হয়। সরবরাহিত তাপ সুপ্ত হয় কারণ এটি তাপমাত্রা বাড়ায় না, পরিবর্তে তরল পর্যায় থেকে গ্যাস পর্যায়ে পরিবর্তিত হয়েছিল।

এটি একটি পরীক্ষামূলক সত্য যে তাপমাত্রায় একটি নির্দিষ্ট প্রকরণ অর্জনের জন্য প্রয়োজনীয় বোধগম্য তাপটি সেই প্রকরণের এবং বস্তুর ভরগুলির সাথে সরাসরি সমানুপাতিক।

ধারণা এবং সূত্র

এটি লক্ষ্য করা গেছে যে ভর এবং তাপমাত্রার পার্থক্য বাদ দিয়ে বুদ্ধিমান তাপ উপাদানটির উপরও নির্ভর করে। এই কারণে, বোধগম্য তাপ এবং ভর এবং তাপমাত্রার পার্থক্যের উত্পাদনের মধ্যে আনুপাতিকতার ধ্রুবককে নির্দিষ্ট তাপ বলা হয়।

সরবরাহযোগ্য বোধগম্য তাপের পরিমাণটি প্রক্রিয়াটি কীভাবে পরিচালিত হয় তার উপরও নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, যদি প্রক্রিয়াটি স্থির চাপের চেয়ে ধ্রুবক ভলিউমে সঞ্চালিত হয় তবে এটি আলাদা।

আইসোবারিক প্রক্রিয়াতে বুদ্ধিমান তাপের সূত্রটি, যা ধ্রুব চাপে বলা হয়, তা নিম্নলিখিত:

প্রশ্ন = সিপি। মি (টি চ - টি আই)

উপরের সমীকরণে Q হল ভর এম এর বস্তুতে সরবরাহ করা সংবেদনশীল তাপ, যা এর প্রাথমিক তাপমাত্রা T _i কে চূড়ান্ত মান Tf বাড়িয়েছে । পূর্ববর্তী সমীকরণে সিপিও উপস্থিত হয়, যা ধ্রুবক চাপে উপাদানের নির্দিষ্ট তাপ কারণ প্রক্রিয়াটি এভাবে চালিত হয়।

এটাও নোট করুন যে বুদ্ধিমান তাপটি যখন বস্তুর দ্বারা শোষিত হয় এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধির কারণ হয় তখন ইতিবাচক হয়।

এই ক্ষেত্রে যে অনমনীয় পাত্রে আবদ্ধ একটি গ্যাসকে তাপ সরবরাহ করা হয়, সেই প্রক্রিয়াটি আইসোকোরিক হবে, যা স্থির পরিমাণে থাকবে; এবং বুদ্ধিমান তাপ সূত্রটি এইভাবে লেখা হবে:

প্রশ্ন = সি ভি। মি। (টি চ - টি আই)

আদিবাগের সহগ γ

স্থির চাপে নির্দিষ্ট তাপ এবং একই উপাদান বা পদার্থের জন্য ধ্রুবক ভলিউমের নির্দিষ্ট তাপের মধ্যবর্তী ভাগটিকে অ্যাডিয়াব্যাটিক সহগ বলা হয়, যা সাধারণত গ্রীক অক্ষর গামা oted দ্বারা চিহ্নিত করা হয় γ

অদ্যাব্যাটিক সহগ unityক্যের চেয়ে বড়। এক গ্রাম দেহের তাপমাত্রা এক ডিগ্রি দ্বারা বাড়ানোর জন্য প্রয়োজনীয় তাপ একটি আইসোবরিক প্রক্রিয়াতে একটি আইসোকোরিকের চেয়ে বেশি।

এটি কারণ প্রথম ক্ষেত্রে তাপের অংশটি যান্ত্রিক কাজ চালাতে ব্যবহৃত হয়।

নির্দিষ্ট তাপ ছাড়াও, একটি শরীরের তাপ ক্ষমতা সাধারণত সংজ্ঞায়িত করা হয়। এই শরীরের তাপমাত্রা এক ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড বাড়ানোর জন্য প্রয়োজনীয় তাপের পরিমাণ।

তাপের ক্ষমতা গ

তাপের ক্ষমতা একটি মূলধন সি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যখন একটি নির্দিষ্ট গ দ্বারা নির্দিষ্ট তাপ থাকে। উভয় পরিমাণের মধ্যে সম্পর্ক হ'ল:

সি = সি⋅ মি

যেখানে মি শরীরের ভর হয়।

মোলার নির্দিষ্ট তাপ ব্যবহার করা হয়, যা এক ডিগ্রি সেলসিয়াস বা কেলভিন দ্বারা পদার্থের এক তিল তাপমাত্রা বাড়াতে প্রয়োজনীয় সংবেদনশীল তাপের পরিমাণ হিসাবে সংজ্ঞায়িত হয়।

সলিড, তরল এবং গ্যাসগুলিতে নির্দিষ্ট তাপ heat

বেশিরভাগ সলিউডের দারযুক্ত নির্দিষ্ট তাপের মান 3 গুণ আর এর কাছাকাছি থাকে, যেখানে আর সার্বজনীন গ্যাসের ধ্রুবক থাকে। আর = 8.314472 জে / (মোল *)।

উদাহরণস্বরূপ, অ্যালুমিনিয়ামে গুড় নির্দিষ্ট তাপ 24.2 জে / (মোল ℃), তামা 24.5 জে / (মোল ℃), স্বর্ণ 25.4 জে / (মোল ℃) এবং নরম লোহা রয়েছে 25.1 জে / (মোল ℃) নোট করুন যে এই মানগুলি 3R = 24.9 J / (mol ℃) এর কাছাকাছি।

বিপরীতে, বেশিরভাগ গ্যাসের জন্য মোলার নির্দিষ্ট তাপ n (R / 2) এর কাছাকাছি থাকে, যেখানে n একটি পূর্ণসংখ্যা এবং আর সর্বজনীন গ্যাসের ধ্রুবক হয়। পূর্ণসংখ্যা এন গ্যাস তৈরি করে এমন অণুটির স্বাধীনতার ডিগ্রির সংখ্যার সাথে সম্পর্কিত।

উদাহরণস্বরূপ, একাত্ত্বিক আদর্শ গ্যাসে, যার অণুতে কেবল স্বাধীনতার তিনটি অনুবাদ ডিগ্রি রয়েছে, ধ্রুবক ভলিউমে মোলার নির্দিষ্ট তাপটি 3 (আর / 2) হয়। তবে এটি যদি ডায়াটমিক আদর্শ গ্যাস হয় তবে অতিরিক্ত দুটি ঘূর্ণন ডিগ্রি থাকে, তাই সিভি = 5 (আর / 2)।

আদর্শ গ্যাসগুলিতে, ধ্রুবক চাপ এবং ধ্রুবক ভলিউমে মোলার নির্দিষ্ট তাপের মধ্যে নিম্নলিখিত সম্পর্কটি থাকে: সিপি = সিভি + আর।

জল একটি বিশেষ উল্লেখ প্রাপ্য। 25 ডিগ্রি তরল অবস্থায় পানির সিপি = 4.1813 জে / (জি () থাকে, 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে জলীয় বাষ্পে সিপি = 2.080 জে / (জি ℃) থাকে এবং জলের বরফ শূন্য ডিগ্রি সেলসিয়াসে সিপি থাকে = 2,050 জে / (জি *)।

সুপ্ত তাপের সাথে পার্থক্য

বিষয়টি তিনটি স্থানে থাকতে পারে: শক্ত, তরল এবং গ্যাস। রাষ্ট্র পরিবর্তন করার জন্য শক্তি প্রয়োজন, তবে প্রতিটি পদার্থ তার আণবিক এবং পারমাণবিক বৈশিষ্ট্য অনুসারে আলাদাভাবে প্রতিক্রিয়া জানায়।

যখন কোনও দ্রবীভূত হয় বা তরল বাষ্পীভূত হয় তখন সমস্ত কণাগুলি তাদের অবস্থার পরিবর্তন না করা অবধি বস্তুর তাপমাত্রা স্থির থাকে।

এই কারণে, এটি সম্ভব যে কোনও পদার্থ দুটি পর্যায়ে ভারসাম্যপূর্ণ: শক্ত - তরল বা তরল - বাষ্প, উদাহরণস্বরূপ। তাপমাত্রা স্থির থাকে যখন কিছুটা পদার্থ একটি সামান্য তাপ যোগ বা অপসারণের মাধ্যমে এক রাজ্য থেকে অন্য রাজ্যে স্থানান্তরিত করা যায়।

কোনও উপাদানে সরবরাহ করা উত্তাপের ফলে এর কণাগুলি দ্রুত কম্পন এবং তাদের গতিশক্তি বৃদ্ধি করে। এটি তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে অনুবাদ করে।

এটা সম্ভব যে তারা অর্জন করে এমন শক্তি এত বড় যে তারা আর তাদের ভারসাম্যপূর্ণ অবস্থানে ফিরে আসে না এবং তাদের মধ্যে পৃথকীকরণ বৃদ্ধি পায়। যখন এটি ঘটে তখন তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় না, তবে পদার্থটি কঠিন থেকে তরল বা তরল থেকে গ্যাসে যায়।

এটির জন্য প্রয়োজনীয় তাপটি সুপ্ত তাপ হিসাবে পরিচিত। অতএব, সুপ্ত তাপ হ'ল তাপ যা দ্বারা কোনও পদার্থ পর্ব পরিবর্তন করতে পারে।

এখানে বোধগম্য উত্তাপের সাথে পার্থক্য রয়েছে। একটি পদার্থ যা বোধগম্য তাপ শোষণ করে তার তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে এবং একই অবস্থায় থাকে।

কীভাবে সুপ্ত তাপ গণনা করা যায়?

প্রচ্ছন্ন তাপ সমীকরণ দ্বারা গণনা করা হয়:

যেখানে এল বাষ্পীকরণের নির্দিষ্ট তাপ বা ফিউশন এর তাপ হতে পারে। এল এর ইউনিটগুলি শক্তি / ভর হয়।

এটি যে ধরণের প্রতিক্রিয়া নিয়ে অংশগ্রহণ করে তার উপর নির্ভর করে বিজ্ঞানীরা তাপকে অসংখ্য নাম দিয়েছেন। উদাহরণস্বরূপ, প্রতিক্রিয়ার উত্তাপ, জ্বলনের উত্তাপ, দৃ solid়তার উত্তাপ, দ্রবণের উত্তাপ, পরমানন্দের তাপ এবং আরও অনেকগুলি রয়েছে।

বিভিন্ন পদার্থের জন্য এই ধরণের প্রচুর তাপের মানগুলি সারণীযুক্ত।

সমাধান ব্যায়াম

উদাহরণ 1

ধরা যাক এমন একটিতে 3 কেজি ভর দিয়ে অ্যালুমিনিয়ামের টুকরো রয়েছে। প্রাথমিকভাবে এটি 20 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড হয় এবং আপনি এর তাপমাত্রা 100 ° সেন্টিগ্রেডে বাড়িয়ে তুলতে চান want প্রয়োজনীয় সংবেদনশীল তাপ গণনা করুন।

সমাধান

প্রথমে আমাদের অ্যালুমিনিয়ামের নির্দিষ্ট তাপ জানতে হবে

সিপি = 0.897 জে / (g ° C)

তারপরে অ্যালুমিনিয়ামের টুকরোটি গরম করার জন্য প্রয়োজনীয় পরিমাণ তাপ হবে heat

প্রশ্ন = সিপিএম (টিএফ - তি) = 0.897 * 3000 * (100 - 20) জে

প্রশ্ন = 215 280 জে

উদাহরণ 2

সমুদ্রপৃষ্ঠের 25 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে 100 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে 1 লিটার জল উত্তাপের জন্য প্রয়োজনীয় তাপের পরিমাণ গণনা করুন। ফলাফলটি ক্যালোক্যালরিতেও প্রকাশ করুন।

সমাধান

প্রথম জিনিসটি মনে রাখবেন যে 1 লিটার পানির ওজন 1 কেজি, অর্থাৎ 1000 গ্রাম।

প্রশ্ন = সিপিএম (টিএফ - তি) = 4.1813 জে / (জি ℃) * 1000 গ্রাম * (100 ℃ - 25 ℃) = 313597.5 জে

ক্যালোরি এমন এক শক্তির একক যা এক গ্রামে এক ডিগ্রি সেলসিয়াস বাড়িয়ে তুলতে প্রয়োজনীয় সংবেদনশীল তাপ হিসাবে সংজ্ঞায়িত হয়। সুতরাং, 1 ক্যালোরি সমান 4.1813 জোলস।

প্রশ্ন = 313597.5 জে * (1 ক্যাল / 4.1813 জে) = 75000 ক্যাল = 75 কিলোক্যালরি।

উদাহরণ 3

একটি 360.16 গ্রাম টুকরো উপাদান 37 ℃ থেকে 140 ℃ এ উত্তপ্ত হয় ℃ সরবরাহিত তাপ শক্তি 1150 ক্যালোরি।

নমুনা উত্তাপ। সূত্র: স্বনির্মিত।

উপাদানের নির্দিষ্ট তাপ সন্ধান করুন।

সমাধান

সূত্র অনুসারে আমরা বোধগম্য তাপ, ভর এবং তাপমাত্রার প্রকারের ক্রিয়া হিসাবে নির্দিষ্ট তাপটি লিখতে পারি:

সিপি = কিউ / (এম Δ টি)

আমাদের নিম্নলিখিত ডেটা প্রতিস্থাপন:

সিপি = 1150 ক্যালোরি / (360.16 গ্রাম * (140 ℃ - 37 ℃)) = 0.0310 ক্যালোরি / (জি ℃)

তবে যেহেতু একটি ক্যালোরি সমান হয় 4.1813 জে, ফলাফল হিসাবেও প্রকাশ করা যেতে পারে

সিপি = 0.130 জে / (জি ℃)

তথ্যসূত্র

1. জিয়ানকোলি, ডি 2006. পদার্থবিদ্যা: অ্যাপ্লিকেশন সহ নীতিমালা। 6 ^ম । এড। প্রিন্টাইস হল 400 - 410।
2. কিরকপ্যাট্রিক, এল। 2007. পদার্থবিদ্যা: দ্য দ্য ওয়ার্ল্ড। 6 ^টা সম্পাদনা সংক্ষেপে। কেনেজ লার্নিং। 156-164।
3. টিপ্পেনস, পি। 2011. পদার্থবিদ্যা: ধারণা এবং অ্যাপ্লিকেশন। 7th। সংশোধিত সংস্করণ. ম্যাকগ্রা হিল 350 - 368।
4. রেক্স, এ। 2011. পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক বিষয়গুলি। পিয়ারসন। 309-332।
5. সিয়ারস, জেমেনস্কি 2016. আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের সাথে বিশ্ববিদ্যালয় পদার্থবিজ্ঞান। 14 ^ম । ভলিউম 1. 556-553।
6. সার্ওয়ে, আর।, ভুলি, সি। 2011. পদার্থবিজ্ঞানের ফান্ডামেন্টাল। 9 ^না কেনেজিং লার্নিং। 362-374।