মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান প্রস্তুতির আজকের পর্বে আমরা চতুর্থ অধ্যায় ‘তাপের ঘটনা সমূহ’ (Thermal Phenomena)-এর দ্বিতীয় অংশ নিয়ে আলোচনা করব। আগের পর্বে আমরা কঠিনের প্রসারণ দেখেছি। কিন্তু তরল বা গ্যাসকে তো আর হাতে ধরে গরম করা যায় না, এদের কোনো না কোনো পাত্রে রাখতে হয়। এর ফলে এদের প্রসারণের হিসাব একটু আলাদা হয়ে যায়। আজকের এই আর্টিকেলে আমরা তরলের আপাত ও প্রকৃত প্রসারণ এবং গ্যাসের তাপীয় প্রসারণ সম্পর্কে খুব সহজভাবে জানব।
তরলের তাপীয় প্রসারণ
তরল পদার্থের নির্দিষ্ট কোনো আকার বা দৈর্ঘ্য নেই, কেবল আয়তন আছে। তাই তাপ দিলে তরলের কেবলমাত্র আয়তন প্রসারণ ঘটে।
যেহেতু তরলকে কোনো পাত্রে রেখে গরম করতে হয়, তাই তরলের প্রসারণের সাথে সাথে পাত্রেরও প্রসারণ হয়। এই কারণে তরলের দু’ধরনের প্রসারণ দেখা যায়:
- আপাত প্রসারণ (Apparent Expansion): পাত্রের প্রসারণকে হিসাবের মধ্যে না ধরে, বাইরে থেকে দেখলে তরলের যেটুকু আয়তন বৃদ্ধি পেয়েছে বলে মনে হয়, তাকে তরলের আপাত প্রসারণ বলে। এর গুণাঙ্ককে γa (Gamma-apparent) দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
- প্রকৃত প্রসারণ (Real Expansion): পাত্রের প্রসারণকে হিসাবের মধ্যে ধরে তরলের যে প্রকৃত আয়তন বৃদ্ধি বের করা হয়, তাকে তরলের প্রকৃত প্রসারণ বলে। এর গুণাঙ্ককে γr (Gamma-real) দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
প্রকৃত ও আপাত প্রসারণের সম্পর্ক
তরলের প্রকৃত প্রসারণ = তরলের আপাত প্রসারণ + পাত্রের আয়তন প্রসারণ।
গুণাঙ্কের সম্পর্ক: γr = γa + γg (যেখানে γg হলো পাত্রের প্রসারণ গুণাঙ্ক)।
মনে রাখবে: তরলের আপাত প্রসারণ পাত্রের উপাদানের ওপর নির্ভর করে। কিন্তু প্রকৃত প্রসারণ পাত্রের ওপর নির্ভর করে না, এটি তরলের নিজস্ব ধর্ম।
জলের ব্যতিক্রান্ত প্রসারণ
সাধারণত তাপ দিলে পদার্থের আয়তন বাড়ে। কিন্তু জলের ক্ষেত্রে 0°C থেকে 4°C পর্যন্ত তাপ দিলে আয়তন কমার বদলে বাড়তে থাকে এবং 4°C-এ জলের আয়তন সবচেয়ে কম ও ঘনত্ব সবচেয়ে বেশি হয়। একে জলের ব্যতিক্রান্ত প্রসারণ (Anomalous expansion of water) বলে। এর ফলেই শীতপ্রধান দেশে নদীর ওপরের জল বরফ হলেও নীচের জল 4°C উষ্ণতায় থাকে এবং মাছ বেঁচে থাকে।
গ্যাসের তাপীয় প্রসারণ
গ্যাসীয় পদার্থেরও নির্দিষ্ট আকার নেই, তাই এরও কেবলমাত্র আয়তন প্রসারণ ঘটে। কঠিন বা তরলের তুলনায় গ্যাসের প্রসারণ অনেক অনেক বেশি হয়।
গ্যাসকে গরম করার সময় চাপ স্থির রাখতে হয়। চার্লসের সূত্র অনুযায়ী আমরা জানি, স্থির চাপে সব আদর্শ গ্যাসের আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্ক (γp) সমান হয়।
এর মান হলো: 1/273 °C-1।
তরল ও গ্যাসের প্রসারণ তথ্যমালা ও ক্যুইজ
নিচের তথ্যমালা বা নলেজ স্লাইডগুলো ভালো করে পড়ো। এখানে তোমাদের জন্য ভৌতবিজ্ঞানের গুরুত্বপূর্ণ সূত্র (যেমন- γr = γa + γg) সম্পর্কে তথ্য দেওয়া হয়েছে। এগুলো মনোযোগ দিয়ে পড়লে বা শুনলে তোমার সম্যক ধারনা হয়ে যাবে এবং পরীক্ষার পরিপেক্ষিতে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
ক্যুইজ সম্পর্কে: তরল ও গ্যাসের প্রসারণ এবং জলের ব্যতিক্রান্ত প্রসারণ সংক্রান্ত এই ক্যুইজটি খেলে মাধ্যমিক পরীক্ষার জন্য নিজেকে প্রস্তুত করো।
Total Slides: 5
তরল ও গ্যাসের তাপীয় প্রসারণ বিষয়ক কুইজTotal Questions: 28 | Total Marks: 40