বিজ্ঞানী টিমটিম
আজ রাতের আকাশঢাকার আকাশে আজ রাতে কী দেখা যাবে?লাইভ ম্যাপ

এসএসসি পদার্থবিজ্ঞান · অধ্যায় ৬

বস্তুর উপর তাপের প্রভাব

এক কথায়

তাপ এক ধরনের শক্তি, যা বেশি তাপমাত্রার বস্তু থেকে কম তাপমাত্রার বস্তুতে যায়; একক জুল (J)। তাপ পেলে বস্তুর তাপমাত্রা বাড়ে, বস্তু প্রসারিত হয় বা অবস্থা বদলায়। তাপমাত্রা বাড়াতে লাগে Q = mcΔT, আর অবস্থা বদলাতে লাগে Q = mL। পানি 4 °C-এ সবচেয়ে ঘন।

তাপ আর তাপমাত্রা এক জিনিস নয়

তাপ হলো এক ধরনের শক্তি। বস্তুর অণুগুলো সবসময় কাঁপছে বা ছোটাছুটি করছে; এই গতির মোট শক্তির যে অংশ এক বস্তু থেকে আরেক বস্তুতে স্থানান্তরিত হয়, সেটিই তাপ। এর SI একক জুল (J)।

তাপমাত্রা হলো বস্তুর তাপীয় অবস্থা, অর্থাৎ বস্তু কতটা গরম বা ঠান্ডা। এটি ঠিক করে দেয় তাপ কোন দিকে যাবে: সবসময় বেশি তাপমাত্রা থেকে কম তাপমাত্রার দিকে। তাপমাত্রার SI একক কেলভিন (K)।

একটি উদাহরণে পার্থক্যটা পরিষ্কার হয়। এক বালতি কুসুম গরম পানির তাপমাত্রা এক কাপ ফুটন্ত চায়ের চেয়ে কম, কিন্তু বালতির পানিতে মোট তাপশক্তি অনেক বেশি, কারণ সেখানে অণুর সংখ্যা অনেক বেশি।

  • দুটি বস্তুর তাপমাত্রা সমান হলে তাদের মধ্যে নিট তাপ আদান-প্রদান বন্ধ হয়; একে তাপীয় সাম্যাবস্থা বলে।
  • তাপ পেলে বস্তুর তিন রকম পরিবর্তন হতে পারে: তাপমাত্রা বৃদ্ধি, আয়তন বা দৈর্ঘ্যের প্রসারণ, এবং অবস্থার পরিবর্তন।

তাপমাত্রার স্কেল ও রূপান্তর

তাপমাত্রা মাপতে দুটি নির্দিষ্ট বিন্দু ধরা হয়: বিশুদ্ধ বরফের গলনাঙ্ক (নিম্ন স্থিরাঙ্ক) এবং প্রমাণ চাপে বিশুদ্ধ পানির স্ফুটনাঙ্ক (ঊর্ধ্ব স্থিরাঙ্ক)। এই দুইয়ের মাঝের ব্যবধানকে মৌলিক ব্যবধান বলে।

সেলসিয়াস স্কেলে বরফ গলে 0 °C-এ, পানি ফোটে 100 °C-এ, মাঝে 100 ভাগ। ফারেনহাইট স্কেলে এ দুটি 32 °F ও 212 °F, মাঝে 180 ভাগ। কেলভিন স্কেলে 273 K ও 373 K, মাঝে 100 ভাগ। পাঠ্যবইয়ের হিসাবে 273 ব্যবহার করা হয়; সূক্ষ্ম মান 273.15।

তিনটি স্কেলের সম্পর্ক একটি সূত্রেই মনে রাখা যায়। এখান থেকে দেখা যায়, তাপমাত্রার 1 °C পরিবর্তন মানে 1 K পরিবর্তন, কিন্তু 1.8 °F পরিবর্তন। আর −40 তাপমাত্রায় সেলসিয়াস ও ফারেনহাইট স্কেলের পাঠ সমান।

C/5 = (F − 32)/9 = (K − 273)/5

K = C + 273

কঠিনের প্রসারণ: দৈর্ঘ্য, ক্ষেত্রফল, আয়তন

তাপ পেলে কঠিন বস্তুর অণুগুলো বেশি জোরে কাঁপে এবং গড়ে একটু দূরে সরে যায়, ফলে বস্তু প্রসারিত হয়। শুধু দৈর্ঘ্য বাড়লে দৈর্ঘ্য প্রসারণ, তলের ক্ষেত্রফল বাড়লে ক্ষেত্র প্রসারণ, আর আয়তন বাড়লে আয়তন প্রসারণ।

দৈর্ঘ্য প্রসারণ সহগ (α) হলো 1 m দৈর্ঘ্যের দণ্ডের তাপমাত্রা 1 K বাড়ালে দৈর্ঘ্য যতটুকু বাড়ে। একই রকমভাবে ক্ষেত্র প্রসারণ সহগ (β) ও আয়তন প্রসারণ সহগ (γ) সংজ্ঞায়িত। তিনটির একক K⁻¹।

একই পদার্থের জন্য এদের মধ্যে সহজ সম্পর্ক আছে: β = 2α এবং γ = 3α। যেমন লোহার α প্রায় 1.2 × 10⁻⁵ K⁻¹, তাই γ প্রায় 3.6 × 10⁻⁵ K⁻¹।

α = (L₂ − L₁) / (L₁ × Δθ)

L₂ = L₁(1 + αΔθ)

β = (A₂ − A₁) / (A₁ × Δθ), γ = (V₂ − V₁) / (V₁ × Δθ)

α : β : γ = 1 : 2 : 3

প্রসারণ যেখানে কাজে লাগে, যেখানে ঝামেলা

  • রেললাইনের দুটি পাতের মাঝে সামান্য ফাঁক রাখা হয়, যাতে গরমে পাত বেঁকে না যায়।
  • বিদ্যুতের তার শীতকালে টানটান থাকে, তাই গরমকালে টাঙানোর সময় একটু ঢিলা রাখা হয়।
  • ব্রিজের এক প্রান্ত রোলারের উপর বসানো থাকে, যাতে প্রসারণে কাঠামো ক্ষতিগ্রস্ত না হয়।
  • দ্বিধাতব পাত: দুটি ভিন্ন ধাতু জোড়া দিলে গরমে পাতটি বাঁকে, কারণ দুটির প্রসারণ ভিন্ন। এই নীতিতে থার্মোস্ট্যাট চলে।
  • পুরু কাচের গ্লাসে হঠাৎ গরম পানি ঢাললে ভেতরের স্তর আগে প্রসারিত হয়, বাইরের স্তর পারে না, ফলে গ্লাস ফেটে যেতে পারে।
  • আঁটো ধাতব ঢাকনা গরম পানিতে একটু ডোবালে সহজে খোলে, কারণ ঢাকনা কাচের চেয়ে বেশি প্রসারিত হয়।

তরলের প্রকৃত ও আপাত প্রসারণ

তরলের কোনো নির্দিষ্ট আকার নেই, তাই তরলের শুধু আয়তন প্রসারণ বিবেচনা করা হয়। কিন্তু তরলকে গরম করতে হলে তাকে কোনো পাত্রে রাখতে হয়, আর পাত্রও গরম হয়ে প্রসারিত হয়।

তাই চোখে আমরা যে প্রসারণ দেখি তা আপাত প্রসারণ। তরলের আসল প্রসারণ, অর্থাৎ প্রকৃত প্রসারণ, আপাত প্রসারণ আর পাত্রের প্রসারণের যোগফল। সাধারণভাবে তরলের প্রসারণ কঠিনের চেয়ে অনেক বেশি, আর গ্যাসের প্রসারণ সবচেয়ে বেশি।

γr = γa + γg (প্রকৃত = আপাত + পাত্রের আয়তন প্রসারণ সহগ)

পানির ব্যতিক্রমী প্রসারণ

প্রায় সব তরল ঠান্ডা হলে সংকুচিত হয়। কিন্তু পানিকে 4 °C থেকে আরও ঠান্ডা করে 0 °C পর্যন্ত নামালে সেটি সংকুচিত না হয়ে উল্টো প্রসারিত হয়। তাই 4 °C-এ পানির আয়তন সবচেয়ে কম, আর ঘনত্ব সবচেয়ে বেশি (প্রায় 1000 kg/m³)।

আবার 0 °C-এর পানি জমে বরফ হলে আয়তন প্রায় 9% বাড়ে। এজন্যই বরফ পানিতে ভাসে, আর শীতের দেশে পানির পাইপ ফেটে যায়।

এর বড় সুফল জলজ প্রাণীর জীবনে। শীতে পুকুরের উপরের পানি ঠান্ডা হয়ে 4 °C-এ পৌঁছালে ভারী হয়ে নিচে নামে। আরও ঠান্ডা পানি হালকা বলে উপরে থাকে এবং উপরে বরফ জমে। বরফ তাপের কুপরিবাহী, তাই নিচের পানি প্রায় 4 °C-এ তরল থাকে এবং মাছ বেঁচে থাকে।

তাপধারণ ক্ষমতা ও আপেক্ষিক তাপ

কোনো বস্তুর তাপমাত্রা 1 K বাড়াতে যে তাপ লাগে, তাকে ওই বস্তুর তাপধারণ ক্ষমতা বলে; একক J/K। এটি বস্তুর ভর ও উপাদান দুটোর উপর নির্ভর করে।

আর 1 kg ভরের কোনো পদার্থের তাপমাত্রা 1 K বাড়াতে যে তাপ লাগে, তাকে ওই পদার্থের আপেক্ষিক তাপ (c) বলে; একক J kg⁻¹ K⁻¹। পানির আপেক্ষিক তাপ 4200 J kg⁻¹ K⁻¹, যা প্রায় সব সাধারণ পদার্থের চেয়ে বেশি। তুলনায় লোহার প্রায় 450 এবং তামার প্রায় 400 J kg⁻¹ K⁻¹।

ক্যালরিমিতির মূলনীতি: বাইরের সাথে তাপ বিনিময় না হলে গরম বস্তু যতটুকু তাপ হারায়, ঠান্ডা বস্তু ঠিক ততটুকু তাপ পায়, যতক্ষণ না দুটির তাপমাত্রা সমান হয়।

Q = mcΔθ

তাপধারণ ক্ষমতা C = mc

হারানো তাপ = গৃহীত তাপ

অবস্থার পরিবর্তন ও সুপ্ত তাপ

যে নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কঠিন গলে তরল হয় তা গলনাঙ্ক, আর যে তাপমাত্রায় তরল ফুটে বাষ্প হয় তা স্ফুটনাঙ্ক। অবস্থা বদলানোর পুরো সময় তাপ দেওয়া হলেও তাপমাত্রা স্থির থাকে। এই তাপ অণুগুলোর বন্ধন আলগা করতে খরচ হয়, থার্মোমিটারে ধরা পড়ে না, তাই একে সুপ্ত তাপ বলে।

বরফ গলনের আপেক্ষিক সুপ্ত তাপ 3.36 × 10⁵ J/kg, অর্থাৎ 0 °C-এর 1 kg বরফকে 0 °C-এর পানি করতে এতটা তাপ লাগে। পানির বাষ্পীভবনের আপেক্ষিক সুপ্ত তাপ 2.26 × 10⁶ J/kg।

চাপ বাড়লে পানির স্ফুটনাঙ্ক বাড়ে, চাপ কমলে কমে। প্রেশার কুকারে চাপ বেশি বলে পানি 100 °C-এর বেশি তাপমাত্রায় ফোটে, তাই রান্না দ্রুত হয়। উঁচু পাহাড়ে চাপ কম বলে পানি 100 °C-এর আগেই ফোটে।

বাষ্পায়ন যেকোনো তাপমাত্রায় তরলের উপরিতল থেকে ধীরে ঘটে, আর স্ফুটন একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় পুরো তরল জুড়ে দ্রুত ঘটে। বাষ্পায়নে তরল সুপ্ত তাপ টেনে নেয়, তাই ঘাম শুকালে শরীর ঠান্ডা লাগে।

Q = mL

সমাধান করা অংক

উদাহরণ ১: শরীরের স্বাভাবিক তাপমাত্রা 98.6 °F। সেলসিয়াস ও কেলভিন স্কেলে এর মান কত?

  1. C/5 = (F − 32)/9
  2. C = 5 × (98.6 − 32) / 9 = 5 × 66.6 / 9 = 37 °C
  3. K = C + 273 = 37 + 273 = 310 K

উত্তর: 37 °C এবং 310 K

উদাহরণ ২: 20 m লম্বা একটি লোহার রেলপাতের তাপমাত্রা 10 °C থেকে 50 °C হলো। লোহার α = 1.2 × 10⁻⁵ K⁻¹ হলে দৈর্ঘ্য কতটুকু বাড়বে?

  1. দেওয়া আছে: L₁ = 20 m, Δθ = 50 − 10 = 40 K, α = 1.2 × 10⁻⁵ K⁻¹
  2. ΔL = αL₁Δθ = 1.2 × 10⁻⁵ × 20 × 40
  3. ΔL = 9.6 × 10⁻³ m = 9.6 mm

উত্তর: দৈর্ঘ্য 9.6 mm বাড়বে

উদাহরণ ৩: 2 kg পানির তাপমাত্রা 20 °C থেকে 70 °C করতে কত তাপ লাগবে? (পানির c = 4200 J kg⁻¹ K⁻¹)

  1. Δθ = 70 − 20 = 50 K
  2. Q = mcΔθ = 2 × 4200 × 50
  3. Q = 420000 J = 4.2 × 10⁵ J

উত্তর: 4.2 × 10⁵ J

উদাহরণ ৪: 0 °C তাপমাত্রার 0.5 kg বরফকে 0 °C-এর পানিতে পরিণত করতে কত তাপ লাগবে? (বরফ গলনের সুপ্ত তাপ 3.36 × 10⁵ J/kg)

  1. অবস্থা বদলাচ্ছে, তাপমাত্রা নয়, তাই Q = mL
  2. Q = 0.5 × 3.36 × 10⁵
  3. Q = 1.68 × 10⁵ J

উত্তর: 1.68 × 10⁵ J

উদাহরণ ৫: 80 °C তাপমাত্রার 0.2 kg পানির সাথে 20 °C তাপমাত্রার 0.3 kg পানি মেশানো হলো। পাত্র ও পরিবেশে তাপ হারানো উপেক্ষা করলে মিশ্রণের চূড়ান্ত তাপমাত্রা কত?

  1. ধরি চূড়ান্ত তাপমাত্রা θ
  2. হারানো তাপ = গৃহীত তাপ: 0.2 × c × (80 − θ) = 0.3 × c × (θ − 20)
  3. c কেটে যায়: 16 − 0.2θ = 0.3θ − 6
  4. 0.5θ = 22, তাই θ = 44 °C

উত্তর: 44 °C

বহুনির্বাচনী প্রশ্ন (MCQ)

  1. ১. তাপমাত্রার SI একক কোনটি?

    • ক) জুল
    • খ) ডিগ্রি সেলসিয়াস
    • গ) কেলভিন
    • ঘ) ক্যালরি
    উত্তর দেখো

    উত্তর: গ) কেলভিন — তাপমাত্রার SI একক কেলভিন (K); জুল হলো তাপ বা শক্তির একক।

  2. ২. কোন তাপমাত্রায় সেলসিয়াস ও ফারেনহাইট স্কেলের পাঠ সমান?

    • ক) 0
    • খ) −40
    • গ) 40
    • ঘ) −273
    উত্তর দেখো

    উত্তর: খ) −40 — C/5 = (C − 32)/9 থেকে 9C = 5C − 160, তাই C = −40।

  3. ৩. কোনো পদার্থের দৈর্ঘ্য প্রসারণ সহগ α হলে আয়তন প্রসারণ সহগ কত?

    • ক) α
    • খ) 2α
    • গ) 3α
    • ঘ) α/3
    উত্তর দেখো

    উত্তর: গ) 3α — একই পদার্থের জন্য β = 2α এবং γ = 3α।

  4. ৪. কোন তাপমাত্রায় পানির ঘনত্ব সবচেয়ে বেশি?

    • ক) 0 °C
    • খ) 4 °C
    • গ) 37 °C
    • ঘ) 100 °C
    উত্তর দেখো

    উত্তর: খ) 4 °C — পানির ব্যতিক্রমী প্রসারণের কারণে 4 °C-এ আয়তন সবচেয়ে কম, ঘনত্ব সবচেয়ে বেশি।

  5. ৫. আপেক্ষিক তাপের SI একক কোনটি?

    • ক) J K⁻¹
    • খ) J kg⁻¹
    • গ) J kg⁻¹ K⁻¹
    • ঘ) W m⁻¹
    উত্তর দেখো

    উত্তর: গ) J kg⁻¹ K⁻¹ — c = Q/(mΔθ), তাই একক J kg⁻¹ K⁻¹; J K⁻¹ হলো তাপধারণ ক্ষমতার একক।

  6. ৬. গলনের সময় বরফকে তাপ দিলেও তাপমাত্রা বাড়ে না কেন?

    • ক) তাপ বাইরে চলে যায়
    • খ) তাপ অণুর বন্ধন ভাঙতে সুপ্ত তাপ হিসেবে খরচ হয়
    • গ) বরফ তাপ শোষণ করে না
    • ঘ) থার্মোমিটার কাজ করে না
    উত্তর দেখো

    উত্তর: খ) তাপ অণুর বন্ধন ভাঙতে সুপ্ত তাপ হিসেবে খরচ হয় — অবস্থা পরিবর্তনের সময় দেওয়া তাপ সুপ্ত তাপ হিসেবে অণুর বন্ধন আলগা করে, তাই তাপমাত্রা স্থির থাকে।

  7. ৭. প্রেশার কুকারে রান্না দ্রুত হয় কারণ—

    • ক) চাপ বাড়লে স্ফুটনাঙ্ক বাড়ে
    • খ) চাপ বাড়লে স্ফুটনাঙ্ক কমে
    • গ) বাষ্পায়ন বন্ধ থাকে
    • ঘ) পানির আপেক্ষিক তাপ কমে যায়
    উত্তর দেখো

    উত্তর: ক) চাপ বাড়লে স্ফুটনাঙ্ক বাড়ে — কুকারের ভেতরে চাপ বেশি, তাই পানি 100 °C-এর বেশি তাপমাত্রায় ফোটে এবং খাবার দ্রুত সেদ্ধ হয়।

  8. ৮. তরলের প্রকৃত প্রসারণ সহগ γr, আপাত প্রসারণ সহগ γa এবং পাত্রের আয়তন প্রসারণ সহগ γg হলে—

    • ক) γr = γa − γg
    • খ) γa = γr + γg
    • গ) γr = γa + γg
    • ঘ) γr = γa × γg
    উত্তর দেখো

    উত্তর: গ) γr = γa + γg — পাত্রও প্রসারিত হয় বলে দেখা প্রসারণ কম মনে হয়; প্রকৃত প্রসারণ = আপাত + পাত্রের প্রসারণ।

সৃজনশীল প্রশ্ন

উদ্দীপক: রাজশাহীর একটি রেলপথে প্রতিটি লোহার পাতের দৈর্ঘ্য 15 m। শীতের সকালে তাপমাত্রা 10 °C এবং গ্রীষ্মের দুপুরে পাতের তাপমাত্রা ওঠে 50 °C। লোহার দৈর্ঘ্য প্রসারণ সহগ 1.2 × 10⁻⁵ K⁻¹। দুটি পাতের মাঝে 5 mm ফাঁক রাখা হয়েছে।

  • ক) দৈর্ঘ্য প্রসারণ সহগ কাকে বলে?
  • খ) ক্ষেত্র প্রসারণ সহগ দৈর্ঘ্য প্রসারণ সহগের দ্বিগুণ কেন? ব্যাখ্যা করো।
  • গ) গ্রীষ্মের দুপুরে প্রতিটি পাতের দৈর্ঘ্য কত হবে নির্ণয় করো।
  • ঘ) রাখা ফাঁকটি পাতগুলোকে বেঁকে যাওয়া থেকে রক্ষা করতে যথেষ্ট কি না, গাণিতিক যুক্তিসহ বিশ্লেষণ করো।
উত্তর দেখো
  1. ক) কোনো কঠিন পদার্থের 1 m দৈর্ঘ্যের দণ্ডের তাপমাত্রা 1 K বাড়ালে দৈর্ঘ্য যতটুকু বাড়ে, তাকে ওই পদার্থের দৈর্ঘ্য প্রসারণ সহগ বলে।
  2. খ) ক্ষেত্রফল দৈর্ঘ্য ও প্রস্থ দুই দিকেই প্রসারিত হয়। প্রতিটি দিক প্রায় α হারে বাড়ে, তাই ক্ষেত্রফলের বৃদ্ধির হার প্রায় α + α = 2α (খুব ক্ষুদ্র α² পদ উপেক্ষা করা যায়)। এজন্য β = 2α।
  3. গ) Δθ = 50 − 10 = 40 K। ΔL = αL₁Δθ = 1.2 × 10⁻⁵ × 15 × 40 = 7.2 × 10⁻³ m = 7.2 mm। তাই L₂ = 15 m + 0.0072 m = 15.0072 m।
  4. ঘ) প্রতিটি পাত 7.2 mm বাড়ে। দুটি পাতের মাঝের একটি ফাঁকে দুই পাশের পাতের প্রতিটির অর্ধেক প্রসারণ (প্রতিটি প্রান্ত 3.6 mm) এসে মেশে, মোট 7.2 mm। কিন্তু ফাঁক মাত্র 5 mm, তাই 2.2 mm ঘাটতি থাকে। ফলে গ্রীষ্মে পাতগুলো একে অপরকে ঠেলে বেঁকে যেতে পারে। ফাঁকটি যথেষ্ট নয়; অন্তত 7.2 mm বা কিছুটা বেশি ফাঁক রাখা উচিত।

উদ্দীপক: মিলি শীতের সকালে গোসলের জন্য বালতিতে 25 °C তাপমাত্রার 8 kg পানি নিল। সে চুলায় 100 °C-এ ফুটন্ত পানি থেকে কিছু পানি এনে মিশিয়ে মিশ্রণের তাপমাত্রা 40 °C করতে চায়। পানির আপেক্ষিক তাপ 4200 J kg⁻¹ K⁻¹। (বালতি ও পরিবেশে তাপ হারানো উপেক্ষা করো।)

  • ক) আপেক্ষিক তাপ কাকে বলে?
  • খ) উপকূলীয় এলাকায় দিন-রাতের তাপমাত্রার পার্থক্য কম হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।
  • গ) বালতির পানির তাপমাত্রা 40 °C করতে কত তাপ লাগবে নির্ণয় করো।
  • ঘ) মিলিকে কত kg ফুটন্ত পানি মেশাতে হবে? বাস্তবে তার আরও বেশি পানি লাগবে কেন, বিশ্লেষণ করো।
উত্তর দেখো
  1. ক) 1 kg ভরের কোনো পদার্থের তাপমাত্রা 1 K বাড়াতে যে পরিমাণ তাপ লাগে, তাকে ওই পদার্থের আপেক্ষিক তাপ বলে।
  2. খ) পানির আপেক্ষিক তাপ মাটির চেয়ে অনেক বেশি। দিনে সাগর প্রচুর তাপ শোষণ করেও তাপমাত্রা কম বাড়ায়, রাতে ধীরে তাপ ছাড়ে। তাই সাগর তীরবর্তী বাতাসের তাপমাত্রা দিনে খুব বেশি বাড়ে না, রাতে খুব বেশি কমে না।
  3. গ) Q = mcΔθ = 8 × 4200 × (40 − 25) = 8 × 4200 × 15 = 504000 J = 5.04 × 10⁵ J।
  4. ঘ) ফুটন্ত পানির ভর m হলে হারানো তাপ = গৃহীত তাপ: m × 4200 × (100 − 40) = 504000, তাই m × 252000 = 504000, m = 2 kg। বাস্তবে আনার পথে গরম পানি বাতাসে তাপ হারায়, বালতিও কিছু তাপ শোষণ করে এবং পানির উপরিতল থেকে বাষ্পায়নে সুপ্ত তাপ বেরিয়ে যায়। তাই 40 °C পেতে 2 kg-এর চেয়ে কিছুটা বেশি ফুটন্ত পানি লাগবে।

বাস্তব জীবনে মজার যোগসূত্র

আইফেল টাওয়ারের মতো বিশাল লোহার কাঠামো গরমের দিনে কয়েক সেন্টিমিটার পর্যন্ত লম্বা হয়ে যায়, আবার ঠান্ডায় ফিরে আসে। এর চেয়েও অদ্ভুত হলো পানির খামখেয়ালি: ঠান্ডায় প্রায় সব কিছু ছোট হয়, অথচ পানি 4 °C-এর নিচে নামলে উল্টো ফুলে ওঠে। এই একটা ব্যতিক্রম না থাকলে শীতের দেশে হ্রদ নিচ থেকে জমে যেত, আর বরফের নিচে মাছ বাঁচতে পারত না।

প্রশ্ন ও উত্তর

তাপ ও তাপমাত্রার মূল পার্থক্য কী?

তাপ হলো স্থানান্তরিত শক্তি (একক J), আর তাপমাত্রা হলো তাপীয় অবস্থা যা ঠিক করে তাপ কোন দিকে যাবে (একক K)। তাপমাত্রা বেশি মানেই তাপ বেশি নয়।

বরফ পানিতে ভাসে কেন?

পানি জমে বরফ হলে আয়তন প্রায় 9% বাড়ে, ফলে বরফের ঘনত্ব (প্রায় 917 kg/m³) পানির চেয়ে কম হয়। কম ঘনত্বের বস্তু ভাসে।

Q = mcΔθ আর Q = mL কখন ব্যবহার করব?

তাপমাত্রা বদলালে কিন্তু অবস্থা একই থাকলে Q = mcΔθ। তাপমাত্রা স্থির থেকে অবস্থা বদলালে (গলন, স্ফুটন) Q = mL। দুটো একসাথে ঘটলে ধাপে ধাপে আলাদা হিসাব করে যোগ করো।

কেলভিন স্কেলে ঋণাত্মক তাপমাত্রা নেই কেন?

0 K হলো পরম শূন্য, যেখানে অণুর তাপীয় গতি সর্বনিম্ন। এর চেয়ে কম তাপমাত্রা সম্ভব নয়, তাই কেলভিন স্কেলে ঋণাত্মক মান নেই।

100 °C-এর বাষ্পে পোড়া 100 °C-এর পানিতে পোড়ার চেয়ে বেশি মারাত্মক কেন?

বাষ্প ত্বকে লেগে পানি হওয়ার সময় প্রতি কেজিতে প্রায় 2.26 × 10⁶ J সুপ্ত তাপ ছেড়ে দেয়, যা একই তাপমাত্রার পানিতে নেই। তাই বাষ্প অনেক বেশি তাপ দেয়।

আরও পড়ো

সূত্র: NCTB নবম-দশম শ্রেণি পদার্থবিজ্ঞান পাঠ্যবই, অধ্যায় ৬: বস্তুর উপর তাপের প্রভাব · OpenStax College Physics 2e, Chapter 13–14: Temperature, Heat and Heat Transfer · Khan Academy: Thermodynamics