তাপ স্থানান্তর: আইন, সংক্রমণ ফর্ম, উদাহরণ - শারীরিক - 2025

নেই তাপচলন যখন শক্তি দুই মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য কারণে এক শরীর থেকে অন্য যায়। তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়া যত তাড়াতাড়ি সংস্পর্শে থাকা দেহের তাপমাত্রা সমান হয় বা যখন তাদের মধ্যে যোগাযোগ সরিয়ে ফেলা হয় তখনই বন্ধ হয়ে যায়।

একটি নির্দিষ্ট সময়কালে এক দেহ থেকে অন্য দেহে যে পরিমাণ শক্তি স্থানান্তরিত হয় তাকে স্থানান্তর তাপ বলা হয়। একটি দেহ অন্যকে তাপ দিতে পারে, বা এটি শোষণ করতে পারে তবে তাপ সর্বদা সর্বনিম্ন তাপমাত্রার সাথে শরীর থেকে সর্বোচ্চ তাপমাত্রায় শরীর থেকে যায়।

চিত্র 1. একটি অগ্নিকান্ডে তাপ স্থানান্তর তিনটি পদ্ধতি আছে: চালনা, সংক্রমণ এবং বিকিরণ। সূত্র: পিক্সাবে।

তাপের ইউনিটগুলি শক্তির সমান এবং আন্তর্জাতিক পরিমাপের পদ্ধতিতে (এসআই) এটি জোল (জে) হয়। তাপের অন্যান্য ঘন ঘন ব্যবহৃত ইউনিটগুলি হ'ল ক্যালোরি এবং বিটিইউ।

তাপ স্থানান্তর নিয়ন্ত্রণ করে এমন গাণিতিক আইন হিসাবে, তারা বিনিময়ের সাথে জড়িত প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে।

যখন তাপ এক দেহ থেকে অন্যদেহে পরিচালিত হয়, তখন যে হারে তাপ আদানপ্রদান করা হয় তা তাপমাত্রার পার্থক্যের সাথে সমানুপাতিক। এটি তাপীয় পরিবাহিতার ফুরিয়ার আইন হিসাবে পরিচিত, যা নিউটনের শীতলতার আইনকে নিয়ে যায়।

তাপ সংক্রমণের ফর্ম / প্রক্রিয়া

এগুলি সেই দুটি উপায় যার মাধ্যমে দুটি দেহের মধ্যে তাপের আদান-প্রদান করা যেতে পারে। তিনটি প্রক্রিয়া স্বীকৃত:

-পরিচালনা

-কেনভেশন

-শক্তি

উপরের চিত্রের মতো একটি পাত্রে এই তিনটি তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়া রয়েছে:

- পাত্রের ধাতুটি মূলত বাহন দ্বারা উত্তপ্ত হয়।

- জল এবং বায়ু উত্তাপিত হয় এবং সংশ্লেষ দ্বারা উত্থিত হয়।

- পাত্রের কাছের লোকেরা নির্গত বিকিরণ দ্বারা উত্তপ্ত হয়।

পরিচালনা

তাপ বহন বেশিরভাগ সলিড এবং বিশেষত ধাতব ক্ষেত্রে ঘটে।

উদাহরণস্বরূপ, রান্নাঘরের চুলাটি নীচের ধাতব এবং পাত্রে ধাতব দেয়ালের মাধ্যমে পরিবাহনের প্রক্রিয়াটির মাধ্যমে পাত্রের অভ্যন্তরের খাবারে তাপ প্রেরণ করে। তাপ পরিবাহে কোনও বৈবাহিক পরিবহন থাকে না, কেবল শক্তি থাকে।

পরিচলন

সংশ্লেষ প্রক্রিয়াটি তরল এবং গ্যাসগুলির আদর্শ। উচ্চ তাপমাত্রায় এগুলি প্রায় সর্বদা কম ঘন থাকে, এই কারণে গরম তরল অংশ থেকে শীতল তরল অংশগুলি সহ উচ্চতর অঞ্চলে তাপের.র্ধ্বমুখী পরিবহন রয়েছে। পরিবহন ব্যবস্থায় উপাদান পরিবহন রয়েছে is

বিকিরণ

এর অংশ হিসাবে, বিকিরণ প্রক্রিয়া দুটি সংস্থার সংস্পর্শে না থাকা সত্ত্বেও তাপ বিনিময়কে অনুমতি দেয়। তাত্ক্ষণিক উদাহরণ হ'ল সূর্য, যা তাদের মধ্যবর্তী ফাঁকা জায়গার মধ্য দিয়ে পৃথিবীকে উত্তপ্ত করে।

সমস্ত দেহ বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বিকিরণ নির্গত করে এবং শোষণ করে। যদি আপনার বিভিন্ন তাপমাত্রায় দুটি শরীর থাকে, এমনকি শূন্যে থাকে, কিছুক্ষণ পরে তারা বৈদ্যুতিক চৌম্বকীয় বিকিরণের মাধ্যমে তাপ এক্সচেঞ্জের কারণে একই তাপমাত্রায় পৌঁছে যাবে।

তাপ স্থানান্তর হার

ভারসাম্যহীন থার্মোডিনামিক সিস্টেমে মোট তাপের পরিমাণ পরিবেশগত বিষয়গুলির সাথে বিনিময় হয়, যাতে সিস্টেমটি ভারসাম্যহীন অবস্থায় অন্য রাজ্যে চলে যায়।

অন্যদিকে, তাপ স্থানান্তরে, আগ্রহটি ট্রানজিটরি ঘটনার দিকে দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়, যখন সিস্টেমগুলি এখনও তাপীয় ভারসাম্যহীনতায় পৌঁছায় না। এটি লক্ষ্য করা গুরুত্বপূর্ণ যে তাপের পরিমাণটি একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে বিনিময় হয়, তা হ'ল তাপ স্থানান্তরের গতি আছে।

উদাহরণ

- তাপ চালনা উদাহরণ

তাপ পরিবাহিতা ক্ষেত্রে তাপ শক্তির পদার্থের অণু ও অণুগুলির মধ্যে সংঘর্ষের মাধ্যমে সঞ্চারিত হয়, এটি শক্ত, তরল বা গ্যাস কিনা।

সলিডগুলি গ্যাস এবং তরলগুলির চেয়ে উত্তাপের পরিবাহী। ধাতুগুলিতে এমন নিখরচায় ইলেক্ট্রন রয়েছে যা ধাতু দিয়ে যেতে পারে move

নিখরচায় ইলেক্ট্রনগুলির যেমন প্রচুর গতিশীলতা রয়েছে, তারা সংঘর্ষের মাধ্যমে আরও দক্ষতার সাথে গতিশক্তি প্রেরণ করতে সক্ষম, যার কারণে ধাতবগুলিতে উচ্চ তাপ পরিবাহিতা থাকে।

ম্যাক্রোস্কোপিক দৃষ্টিকোণ থেকে, তাপ পরিবাহিতা ইউনিট সময় প্রতি উত্তাপের স্থানান্তরিত তাপের পরিমাণ বা ক্যালোরি বর্তমান এইচ হিসাবে পরিমাপ করা হয়:

চিত্র 2. একটি বার মাধ্যমে তাপ চালনা। প্রস্তুত করেছেন ফ্যানি জাপাটা।

ক্যালোরি কারেন্ট এইচ অঞ্চল A এর ক্রস বিভাগের সাথে আনুপাতিক এবং দ্রাঘিমাংশীয় দূরত্বের ইউনিট প্রতি তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে সমানুপাতিক।

এই সমীকরণটি চিত্র 2 এর মতো একটি বারের ক্যালোরিক বর্তমান এইচ গণনা করার জন্য প্রয়োগ করা হয়, যা যথাক্রমে টি ₁ এবং টি ₂ তাপমাত্রার দুটি জলাশয়ের মধ্যে রয়েছে, যেখানে টি ₁ > টি ₂ ।

উপকরণ তাপীয় পরিবাহিতা

নীচে প্রতি ক্যালভিনের প্রতি মিটার ওয়াটে কিছু উপকরণের তাপ পরিবাহিতার তালিকা রয়েছে: ডাব্লু / (মি। কে)

অ্যালুমিনিয়াম -------- 205

তামা --------- 385

রৌপ্য ---------- 400

ইস্পাত ---------– 50

কর্ক বা ফাইবারগ্লাস - 0.04

কংক্রিট বা গ্লাস ----- 0.8

কাঠ ----- 0.05 থেকে 0.015

বায়ু --------– 0.024

- উত্তোলনের উত্তাপের উদাহরণ

তাপ সংক্রমণে, তরলটির গতিবেগের কারণে শক্তি স্থানান্তরিত হয়, যার বিভিন্ন তাপমাত্রায় বিভিন্ন ঘনত্ব থাকে। উদাহরণস্বরূপ, যখন একটি পাত্রে জল সিদ্ধ করা হয়, নীচের অংশের জলটি তার তাপমাত্রা বাড়ায়, তাই এটি প্রসারিত হয়।

এই সম্প্রসারণটি গরম জলের উত্থানকে বাড়িয়ে তোলে, অন্যদিকে ঠান্ডা গরম জল যে গোলাপটি উঠেছিল তা স্থান দখল করতে নেমে যায়। ফলাফলটি এমন একটি সঞ্চালন আন্দোলন যা অব্যাহত থাকে যতক্ষণ না সমস্ত স্তরের তাপমাত্রা সমান হয়।

সংশ্লেষ হ'ল যা পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে বৃহত বায়ু জনগণের চলাচল নির্ধারণ করে এবং সমুদ্র স্রোতের সঞ্চালনও নির্ধারণ করে।

- রেডিয়েশনের তাপের উদাহরণ

চালনা এবং সংবহন দ্বারা তাপ সংক্রমণ ব্যবস্থায়, তাপ প্রেরণের জন্য কোনও উপাদানের উপস্থিতি প্রয়োজন। বিপরীতে, বিকিরণ ব্যবস্থায় তাপ শূন্যতার মধ্য দিয়ে এক দেহ থেকে অন্য দেহে যেতে পারে।

এটি সেই প্রক্রিয়া যার দ্বারা পৃথিবী থেকে উচ্চতর তাপমাত্রায় সূর্য মহাশূন্যের মাধ্যমে সরাসরি আমাদের গ্রহে শক্তি প্রেরণ করে। বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় তরঙ্গের মাধ্যমে বিকিরণ আমাদের কাছে আসে।

সমস্ত পদার্থ বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বিকিরণ নির্গত এবং শোষণ করতে সক্ষম। নির্গত বা শোষিত ফ্রিকোয়েন্সি সর্বাধিক উপাদানটির তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে এবং এই ফ্রিকোয়েন্সিটি তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়।

একটি কালো দেহের নির্গমন বা শোষণ বর্ণালীতে প্রধান তরঙ্গদৈর্ঘ্য ওয়েইনের আইন অনুসরণ করে, যা বলে যে প্রধান তরঙ্গদৈর্ঘ্য শরীরের তাপমাত্রার বিপরীত সমানুপাতিক।

অন্যদিকে, বিদ্যুৎ চৌম্বকীয় বিকিরণের সাহায্যে দেহ তাপ শক্তি নির্গত বা শোষন করে এমন শক্তি (ওয়াটগুলিতে) পরম তাপমাত্রার চতুর্থ শক্তির সমানুপাতিক। এটি স্টেফান আইন হিসাবে পরিচিত:

পি = σAσT ⁴

উপরের মত প্রকাশে Ste স্টিফানের ধ্রুবক এবং এর মান 5.67 x 10-8 ডাব্লু / এম ² কে ⁴ । এ হ'ল দেহের পৃষ্ঠতল ক্ষেত্র এবং ε হ'ল পদার্থের বিবিধতা, একটি মাত্রাবিহীন ধ্রুবক যার মান 0 এবং 1 এর মধ্যে হয় এবং উপাদানটির উপর নির্ভর করে।

অনুশীলনের সমাধান হয়েছে

চিত্র 2 এর বারটি বিবেচনা করুন ধরুন বারটি 5 সেন্টিমিটার দীর্ঘ, ব্যাসার্ধের 1 সেন্টিমিটার এবং তামা দিয়ে তৈরি।

বারটি দুটি দেয়ালের মধ্যে স্থাপন করা হয় যা তার তাপমাত্রা স্থির রাখে। প্রথম প্রাচীরের তাপমাত্রা T1 = 100ºC রয়েছে, অন্যটি টি 2 = 20ºC এ রয়েছে। নির্ধারণ করুন:

a.- তাপীয় কারেন্টের মান H

বি.- তামা বারের তাপমাত্রা 2 সেমি, 3 সেমি এবং তাপমাত্রা টি 1 এর প্রাচীর থেকে 4 সেমি।

সমাধান

যেহেতু তামার বারটি দুটি দেয়ালের মধ্যে স্থাপন করা হয়েছে যার দেয়াল সর্বদা একই তাপমাত্রা বজায় রাখে, তাই বলা যায় এটি স্থির অবস্থায় রয়েছে in অন্য কথায়, যে কোনও তাত্ক্ষণিকের জন্য তাপীয় বর্তমান এইচটির সমান মান রয়েছে।

এই কারেন্টটি গণনা করতে আমরা সেই সূত্রটি প্রয়োগ করি যা তাপমাত্রার পার্থক্য এবং বারের দৈর্ঘ্যের সাথে বর্তমান এইচ সম্পর্কিত করে।

ক্রস বিভাগীয় অঞ্চলটি হ'ল:

এ = πআর ² = 3.14 * (1 × 10 ^-2 মিটার) ² = 3.14 এক্স 10 ^-4 মি ²

বারের প্রান্তগুলির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য

ΔT = (100ºC - 20ºC) = (373 কে - 293 কে) = 80 কে

=x = 5 সেমি = 5 এক্স 10 ^-2 মি

এইচ = 385 ডাব্লু / (এম কে) * 3.14 এক্স 10 ^-4 মি ² * (80 কে / 5 এক্স 10 ^-2 মি) = 193.4 ডাব্লু

স্থিতিশীল অবস্থা পৌঁছে যাওয়ার পরে বারের যে কোনও সময়ে এবং যে কোনও তাত্ক্ষণিক সময়ে এই স্রোত একইরকম।

সমাধান খ

এই অংশে আমাদের দেওয়াল টি ₁ থেকে Xp দূরত্বে অবস্থিত একটি বিন্দু P তে তাপমাত্রা টিপি গণনা করতে বলা হয় ।

P বিন্দুতে ক্যালোরিকার বর্তমান এইচটি দেয় এমন ভাবটি হ'ল:

এই অভিব্যক্তি থেকে, টিপি দ্বারা গণনা করা যেতে পারে:

আসুন সংখ্যাসূচক মানগুলি প্রতিস্থাপন করে যথাক্রমে 2 সেমি, 3 সেমি এবং 4 সেমি অবস্থানের তাপমাত্রা টিপি গণনা করুন:

• টিপি = 340.6 কে = 67.6 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড; টি 1 থেকে 2 সেমি
• টিপি = 324.4 কে = 51.4 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড; টি 1 থেকে 3 সেমি
• টিপি = 308.2 কে = 35.2 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড; টি 1 থেকে 4 সেমি

তথ্যসূত্র

1. ফিগুয়েরো, ডি 2005. সিরিজ: বিজ্ঞান ও প্রকৌশল জন্য পদার্থবিদ্যা। আয়তন 5. তরল এবং থার্মোডিনামিক্স। ডগলাস ফিগুয়েরো (ইউএসবি) সম্পাদিত।
2. কিরকপ্যাট্রিক, এল। 2007. পদার্থবিদ্যা: দ্য দ্য ওয়ার্ল্ড। 6th ষ্ঠ সংক্ষিপ্ত সংস্করণ। কেনেজ লার্নিং।
3. লে, জে 2004. ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য সাধারণ পদার্থবিদ্যা। ইউএসএইচএইচ।
4. মট, আর। 2006. ফ্লুয়েড মেকানিক্স। ৪ র্থ। সংস্করণ। পিয়ারসন শিক্ষা.
5. স্ট্রেঞ্জওয়েস, আই। 2003. প্রাকৃতিক পরিবেশ পরিমাপ। 2nd। সংস্করণ। ক্যামব্রিজ ইউনিভার্সিটি প্রেস.
6. উইকিপিডিয়া। তাপ পরিবাহিতা. পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: এস.ইউইকিভিডিয়া