ফুটন্ত

ফুটানোর সংজ্ঞা

স্ফুটন হলো তরল অবস্থা থেকে গ্যাসীয় অবস্থায় রূপান্তরিত হওয়ার প্রক্রিয়া। স্ফুটন তখনই ঘটে যখন সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ বাইরের বায়ুচাপের সমান হয় (বাইরের বায়ুচাপ = বায়ুমণ্ডলীয় চাপ)। এই আলোচনায় আমরা শুধু জলের স্ফুটন নিয়ে আলোচনা করব। জলের সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ জলের তাপমাত্রার সাথে সরাসরি সমানুপাতিক; জলের তাপমাত্রা যত বেশি হয়, জলের সম্পৃক্ত বাষ্পচাপও তত বেশি হয়। যখন আমরা জল গরম করি, তখন সাধারণত পাত্রের নিচে ছোট ছোট বুদবুদ দেখা যায়। বুদবুদের উপস্থিতি তরল থেকে গ্যাসে রূপান্তর নির্দেশ করে। যদি বুদবুদের ভেতরের সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ বাইরের বায়ুচাপের চেয়ে কম হয়, তবে বুদবুদটি পৃষ্ঠে পৌঁছানোর আগেই সংকুচিত হয়ে ফেটে যাবে। বুদবুদটি ফেটে যায় কারণ বাইরের বায়ুর ধাক্কার শক্তি বুদবুদের ভেতরের বাষ্পের ধাক্কার শক্তির চেয়ে বেশি। বাইরের বায়ুচাপ বুদবুদের ভেতরের বাষ্পচাপের চেয়ে বেশি, তাই বাইরের বায়ুর শক্তি বেশি (P = F/A)।

আরও পড়ুন

বাষ্পীভবন

গতি তত্ত্ব

গতি তত্ত্ব ব্যবহার করে বাষ্পীভবন প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করা যায়। গ্যাসের অণুর মতো পানির অণুও চলাচল করে। পার্থক্য হলো, পানির অণুগুলো আলাদা হতে পারে না, কারণ তাদের মধ্যকার আকর্ষণ বল তাদের একত্রে ধরে রাখতে সক্ষম। এর বিপরীতে, গ্যাসের অণুগুলোর মধ্যকার আকর্ষণ বল খুব দুর্বল, তাই গ্যাসের অণুগুলো একে অপরের সাথে লেগে থাকতে পারে না। চলাচলের সময় পানির অণুগুলোর গতিবেগ থাকে। কিছু পানির অণুর গতিবেগ বেশি, আবার অন্যগুলোর গতিবেগ কম। পানির অণুগুলোর বেগের এই বণ্টন ম্যাক্সওয়েল বণ্টনের অনুরূপ।

আরও পড়ুন

ট্রান্সফরমার উদাহরণ প্রশ্ন ট্রান্সফরমার

ট্রান্সফরমার সম্পর্কিত ২৩টি প্রশ্নের উদাহরণ ট্রান্সফরমার

একটি ট্রান্সফর্মারে যথাক্রমে ৫০০ ও ৫০০০ পাকের প্রাইমারি ও সেকেন্ডারি কয়েল রয়েছে, যা একটি ২২০ ভোল্টের পরিবর্তী প্রবাহ নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত। এর আউটপুট ভোল্টেজ কত?

এ. ২২০ ভোল্ট

বি. ৫০ ভোল্ট

সি. ১০০ ভোল্ট

ডি. ২০০ ভোল্ট

আলোচনা

আরও পড়ুন

ভ্যান ডের ওয়ালস রাষ্ট্রের সমীকরণ

ভ্যান ডার ওয়ালস হলেন একজন ডাচ পদার্থবিজ্ঞানী, জে. ডি. ভ্যান ডার ওয়ালস (১৮৩৭–১৯২৩)। ভ্যান ডার ওয়ালস অবস্থার সমীকরণটি আসলে একটি গ্যাসীয় অবস্থার সমীকরণ, যা আদর্শ গ্যাসের অবস্থার সমীকরণের অনুরূপ । পার্থক্য হলো, বাস্তব গ্যাসের চাপ এবং ঘনত্ব যথেষ্ট বেশি হলে আদর্শ গ্যাসের সমীকরণ সঠিক ফলাফল দিতে পারে না। তবে, ভ্যান ডার ওয়ালস অবস্থার সমীকরণটি আরও সঠিক ফলাফল দিতে পারে।

এই সমীকরণটির প্রবর্তক ছিলেন ভ্যান ডার ওয়ালস, যিনি আদর্শ গ্যাসের অবস্থার সমীকরণের সীমাবদ্ধতাগুলো অনুধাবন করেছিলেন। ওয়ালস আদর্শ গ্যাসের অবস্থার সমীকরণটিকে সংশোধন করে এতে এমন কয়েকটি উপাদান যুক্ত করেন, যা একটি বাস্তব গ্যাসের চাপ ও ঘনত্ব যথেষ্ট বেশি হলে তার অবস্থাকে প্রভাবিত করে।

আরও পড়ুন

সংকটপূর্ণ ত্রৈধ বিন্দু তাপমাত্রায় অবস্থার পরিবর্তন

পদার্থের অবস্থার পরিবর্তন, সংকট তাপমাত্রা, ত্রৈধ বিন্দু

আদর্শ গ্যাস সূত্রের আলোচনায় ব্যাখ্যা করা হয়েছিল যে, আদর্শ গ্যাস সূত্রটি একটি বাস্তব গ্যাসের আচরণকে কেবল তখনই সঠিকভাবে বর্ণনা করে, যখন বাস্তব গ্যাসটির চাপ এবং ঘনত্ব খুব বেশি না হয়। যদি বাস্তব গ্যাসটির চাপ এবং ঘনত্ব যথেষ্ট বেশি হয়, তবে আদর্শ গ্যাস সূত্রটি ভুল ফলাফল দেয়। বাস্তব গ্যাসটির তাপমাত্রা যখন তার স্ফুটনাঙ্কের কাছাকাছি পৌঁছায়, তখনও এই বিষয়টি সত্য।

এটি আসলে বাস্তব গ্যাস অণুগুলোর মধ্যে ঘটে যাওয়া পারস্পরিক ক্রিয়ার সাথে সম্পর্কিত। গ্যাসের চাপ গ্যাসের আয়তনের ব্যস্তানুপাতিক। যখন গ্যাসের চাপ যথেষ্ট বেশি হয়, তখন গ্যাসের আয়তন কমে যায়। যেহেতু গ্যাসের আয়তন কম, তাই গ্যাস অণুগুলোর মধ্যে দূরত্ব কমে আসে। যখন অণুগুলোর মধ্যে দূরত্ব কমে আসে, তখন অণুগুলো একে অপরকে আকর্ষণ করে। এটি অনেকটা একটি চুম্বকের কাছে এক টুকরো লোহা আনার মতো। যদি চুম্বক এবং লোহার মধ্যে দূরত্ব যথেষ্ট বেশি হয়, তবে চুম্বক লোহাটিকে আকর্ষণ করতে পারে না। কিন্তু যদি চুম্বক এবং লোহার মধ্যে দূরত্ব কম হয়, তবে লোহাটি কাছে চলে আসে।

আরও পড়ুন

পারমাণবিক তত্ত্ব এবং গতি তত্ত্ব

পারমাণবিক তত্ত্ব এবং গতি তত্ত্বের উপাদান

হাজার হাজার বছর ধরে প্রাচীন গ্রিকরা বিশ্বাস করত যে প্রতিটি বিশুদ্ধ পদার্থ (যেমন, বিশুদ্ধ সোনা, বিশুদ্ধ লোহা 😉, ইত্যাদি) পরমাণু দ্বারা গঠিত। তাদের মতে, যদি কোনো বিশুদ্ধ পদার্থকে ছোট ছোট টুকরো করে কাটা হয়, তারপর সেই ছোট টুকরোগুলোকে আবার কাটা হয়, তারপর আবার... এবং এভাবেই চলতে থাকে, তাহলে এমন একটি ক্ষুদ্রতম টুকরো পাওয়া যাবে যাকে আর কাটা যাবে না। যে ক্ষুদ্রতম টুকরোটিকে আর কাটা যায় না, তাকেই পরমাণু বলা হতো । পরমাণু শব্দের অর্থ (গ্রিক ভাষায়) “বিভাজন করা যায় না”।

সেই সময়ে পরমাণুকে অবিভাজ্য বলে মনে করা হতো। তবে, পরবর্তীকালে বিজ্ঞানীরা ইলেকট্রন এবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াস (প্রোটন ও নিউট্রন) আবিষ্কার করেন, যার ফলে পরমাণু অবিভাজ্য—এই ধারণাটি ভুল প্রমাণিত হয় । পরমাণু ইলেকট্রন (ঋণাত্মক চার্জযুক্ত) এবং একটি নিউক্লিয়াস দ্বারা গঠিত। ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসকে প্রদক্ষিণ করে। নিউক্লিয়াসের ভেতরে প্রোটন (ধনাত্মক চার্জযুক্ত) এবং নিউট্রন (নিরপেক্ষ, অর্থাৎ এদের কোনো চার্জ নেই) থাকে।

আরও পড়ুন

পদার্থের প্রকারভেদ (আণুবীক্ষণিক বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে)

পদার্থের প্রকারভেদ (আণুবীক্ষণিক বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে)

দৈনন্দিন জীবনে আমরা প্রায়শই তিন ধরনের পদার্থের সম্মুখীন হই। এগুলো হলো কঠিন (যেমন, শিলা, লোহা ইত্যাদি ) , তরল (যেমন, জল, পেট্রোল ইত্যাদি ) এবং গ্যাসীয় (যেমন, বায়ু ইত্যাদি ) । পদার্থের এই তিন রূপকে তাদের আকৃতি ও আয়তন (আয়তন বলতে আমরা আয়তন বুঝি) বজায় রাখার ক্ষমতার ভিত্তিতে আলাদা করা যায় ।

কঠিন পদার্থ সাধারণত একটি নির্দিষ্ট আকার এবং আয়তন বজায় রাখে। তরল পদার্থ একটি নির্দিষ্ট আকার বজায় রাখে না, বরং যে পাত্রে থাকে তার সাথে নিজের আকার পরিবর্তন করে নেয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি আমরা একটি গ্লাসে জল রাখি, তবে এর আকার গ্লাসের আকারের মতো হয়ে যায়। যদি জল একটি বাথটাবে রাখা হয়, তবে এর আকার বাথটাবের আকারের মতো হয়ে যায়। যদি এটি একটি ফুটো প্লাস্টিকের ব্যাগে রাখা হয়, তবে জল ছিটকে পড়বে... হি হি ... তরলের আয়তন সাধারণত স্থির থাকে। যদি এক গ্লাস জল একটি বাথটাবে রাখা হয় , তবে জলের আয়তন গ্লাসের মতোই থাকে। জলের আকার পরিবর্তিত হতে পারে , কিন্তু এর আয়তন কখনও পরিবর্তিত হয় না। এটি মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে কঠিন এবং তরল পদার্থের আয়তন কেবল তখনই পরিবর্তিত হতে পারে যখন খুব বড় বল প্রয়োগ করা হয়।

আরও পড়ুন

বার্নুলির নীতি ও সমীকরণের প্রয়োগ

বার্নুলির নীতি ও সমীকরণের প্রয়োগ

টরিচেলির উপপাদ্য

বার্নুলির নীতি এবং সমীকরণ ১ এর প্রয়োগবার্নুলির সমীকরণের একটি ব্যবহার হলো কোনো পাত্রের তলদেশ থেকে বেরিয়ে আসা তরলের গতিবেগ নির্ণয় করা।

আমরা বার্নুলির সমীকরণটি বিন্দু ১ (পাত্রের পৃষ্ঠতল) এবং বিন্দু ২ (ছিদ্রের পৃষ্ঠতল)-এ প্রয়োগ করি। যেহেতু পাত্রের তলার ছিদ্রের ব্যাস পাত্রটির ব্যাসের চেয়ে অনেক ছোট, তাই পাত্রের পৃষ্ঠতলে তরলের বেগ শূন্য (v₁ = 0) ধরা হয়। পাত্রের পৃষ্ঠতল এবং ছিদ্রের পৃষ্ঠতল খোলা থাকে, ফলে চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান হয় (P₁ = P₂ ) । সুতরাং, এই ক্ষেত্রে বার্নুলির সমীকরণটি হলো:

আরও পড়ুন

বার্নুলির নীতি এবং সমীকরণ

বার্নুলির নীতি এবং সমীকরণ সম্পর্কিত উপাদান

যখন আমরা বেশ দ্রুত গতিতে মোটরসাইকেল চালাই, তখন আমাদের পরা পোশাকের পেছন দিকটা ফুলে ওঠে। আপনি যদি এখনও মোটরসাইকেল চালাতে না পারেন, তবে আপনার বাবা-মা বা বন্ধুদের দিকে মনোযোগ দিন যারা মোটরসাইকেল চালান। মোটরসাইকেল দ্রুত চলার সময় সাধারণত তাদের পোশাকের পেছন দিকটা ফুলে ওঠে। কখনও কখনও যখন জোরে বাতাস বয়, তখন ঘরের দরজা নিজে থেকেই বন্ধ হয়ে যেতে পারে। যদিও বাতাস ঘরের বাইরে বইতে থাকে, অথচ দরজাটি ঘরের ভেতরেই থাকে।

বার্নুলির নীতি ব্যবহার করে এটি ব্যাখ্যা করা যায়। ড্যানিয়েল বার্নুলি (১৭০০-১৭৮২) এমন একটি নীতি আবিষ্কার করেছিলেন যা উপরের কিছু বিষয় ব্যাখ্যা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে ।

আরও পড়ুন

ধারাবাহিকতা সমীকরণ

ধারাবাহিকতা সমীকরণ উপাদান

কলটি ধীরে ধীরে খুলুন এবং কল থেকে বেরিয়ে আসা জলের প্রবাহ লক্ষ্য করুন। কলটি ঘোরা বন্ধ হয়ে গেলে, আপনার হাত দিয়ে কলটি আংশিকভাবে বন্ধ করুন। এবার তুলনা করে দেখুন কোনটির জলের প্রবাহ বেশি—আংশিকভাবে বন্ধ অবস্থায় নাকি খোলা অবস্থায়? আপনার যদি ফুলগাছে জল দেওয়ার জন্য ব্যবহৃত একটি হোস পাইপ থাকে, তবে তার মধ্যে দিয়ে জল প্রবাহিত হতে দিন। আপনার হাত বা আঙুল দিয়ে হোস পাইপটি আংশিকভাবে বন্ধ করুন। হোস পাইপের যত বেশি অংশ বন্ধ থাকবে, জল তত দ্রুত বেরিয়ে আসবে। বিপরীতভাবে, যদি হোস পাইপটি বন্ধ না থাকে, তবে জল কম দ্রুত প্রবাহিত হবে। এমনটা কেন হয়? এটি বোঝার জন্য, অনুগ্রহ করে অবিচ্ছিন্নতার সমীকরণটি অধ্যয়ন করুন।

আরও পড়ুন