মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান প্রস্তুতির আজকের পর্বে আমরা দ্বিতীয় অধ্যায় ‘গ্যাসের আচরণ’-এর দ্বিতীয় অংশ নিয়ে আলোচনা করব। আগের পর্বে আমরা দেখেছি স্থির তাপমাত্রায় চাপ বাড়ালে গ্যাসের আয়তন কমে (বয়েলের সূত্র)। কিন্তু যদি আমরা চাপ স্থির রেখে গ্যাসের তাপমাত্রা বাড়াই, তবে কী হবে? রান্নার সময় দুধ বা জল গরম করলে যেমন তা ফুটে ওপরের দিকে উঠে আসে, গ্যাসের ক্ষেত্রেও তাপ দিলে তার আয়তন বেড়ে যায়। আজকের এই আর্টিকেলে আমরা এই বিষয়টি নিয়ে চার্লসের সূত্র (Charles’s Law) এবং পরম শূন্য তাপমাত্রা (Absolute Zero) সম্পর্কে জানব।
চার্লসের সূত্র (Charles’s Law)
গ্যাসের আয়তনের ওপর উষ্ণতার (তাপমাত্রার) প্রভাব বোঝানোর জন্য ১৭৮৭ খ্রিস্টাব্দে ফরাসি বিজ্ঞানী জাঁক চার্লস একটি সূত্র প্রকাশ করেন।
চার্লসের সূত্র: চাপ স্থির থাকলে, নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন প্রতি ১°C উষ্ণতা বৃদ্ধি বা হ্রাসের জন্য ০°C উষ্ণতায় ওই গ্যাসের যে আয়তন থাকে, তার ১/২৭৩ অংশ যথাক্রমে বৃদ্ধি বা হ্রাস পায়।
সহজ কথায়, চাপ স্থির রেখে গ্যাসের তাপমাত্রা বাড়ালে আয়তন বাড়ে, আর তাপমাত্রা কমালে আয়তন কমে।
চার্লসের সূত্রের ধ্রুবক:
চার্লসের সূত্রে দুটি বিষয় স্থির বা অপরিবর্তিত থাকে:
১. গ্যাসের ভর (Mass)
২. গ্যাসের চাপ (Pressure)
পরম শূন্য উষ্ণতা (Absolute Zero Temperature)
চার্লসের সূত্র অনুযায়ী, তাপমাত্রা কমাতে থাকলে গ্যাসের আয়তনও কমতে থাকে। এইভাবে কমাতে কমাতে যখন তাপমাত্রা -২৭৩°C (মাইনাস ২৭৩ ডিগ্রি সেলসিয়াস) এ পৌঁছায়, তখন তাত্ত্বিকভাবে যেকোনো আদর্শ গ্যাসের আয়তন শূন্য (0) হয়ে যায়।
যে উষ্ণতায় সমস্ত আদর্শ গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায়, তাকে পরম শূন্য উষ্ণতা বলে। এর মান -২৭৩°C। মহাবিশ্বে এর চেয়ে কম কোনো তাপমাত্রা হওয়া বাস্তবে সম্ভব নয়, তাই একে ‘পরম’ বলা হয়।
উষ্ণতার কেলভিন স্কেল বা পরম স্কেল
বিজ্ঞানী লর্ড কেলভিন পরম শূন্য উষ্ণতা বা -২৭৩°C কে শূন্য (0) ধরে তাপমাত্রার একটি নতুন স্কেল তৈরি করেন, একে কেলভিন স্কেল বলে।
- কেলভিন স্কেলে পরম শূন্য উষ্ণতার মান = 0 K (শূন্য কেলভিন)।
- সেলসিয়াস স্কেলের তাপমাত্রার (t) সাথে ২৭৩ যোগ করলে কেলভিন স্কেলের তাপমাত্রা (T) পাওয়া যায়। অর্থাৎ, T = 273 + t
- যেমন: ২৭°C = (২৭৩ + ২৭) K = ৩০০ K।
চার্লসের সূত্রের বিকল্প রূপ (কেলভিন স্কেলে):
স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন (V) তার পরম উষ্ণতার (T) সাথে সমানুপাতিক।
অর্থাৎ, V ∝ T (যখন P এবং ভর স্থির)।
গাণিতিক রূপ: V1/T1 = V2/T2
চার্লসের সূত্র ও পরম শূন্য উষ্ণতা তথ্যমালা ও ক্যুইজ
নিচের তথ্যমালা বা নলেজ স্লাইডগুলো ভালো করে পড়ো। এখানে তোমাদের জন্য চার্লসের সূত্র, পরম স্কেল এবং V-T লেখচিত্র সম্পর্কে তথ্য দেওয়া হয়েছে। এগুলো মনোযোগ দিয়ে পড়লে বা শুনলে তোমার সম্যক ধারনা হয়ে যাবে এবং পরীক্ষার পরিপেক্ষিতে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
ক্যুইজ সম্পর্কে: চার্লসের সূত্র, কেলভিন স্কেল এবং পরম শূন্য উষ্ণতা সংক্রান্ত এই ক্যুইজটি খেলে মাধ্যমিক পরীক্ষার জন্য নিজেকে প্রস্তুত করো।
Total Slides: 5
চার্লসের সূত্র ও পরম শূন্য উষ্ণতা বিষয়ক কুইজTotal Questions: 28 | Total Marks: 40