তাপ স্থানান্তর তিন প্রকারের হয় , যথা — পরিবহন, পরিচলন এবং বিকিরণ।
পরিবহন দ্বারা তাপ স্থানান্তর। যখন একটি উচ্চ-তাপমাত্রার বস্তু একটি নিম্ন-তাপমাত্রার বস্তুর সংস্পর্শে আসে, তখন শক্তি উচ্চ-তাপমাত্রার বস্তু থেকে নিম্ন-তাপমাত্রার বস্তুতে স্থানান্তরিত হয়। এই অতিরিক্ত শক্তির কারণে বস্তুটি গঠনকারী পরমাণু এবং অণুগুলো দ্রুততর গতিতে চলতে শুরু করে। চলার সময়, অণুগুলোর গতিশক্তি (EK = ½ mv²) তৈরি হয় । দ্রুততর গতিশীল অণুগুলো (যাদের গতিশক্তি বেশি) তাদের পাশের অণুগুলোর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়। এরপর এই অণুগুলো তাদের পাশের অন্যান্য অণুগুলোর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়। এবং এই প্রক্রিয়া চলতেই থাকে। সুতরাং, অণুগুলো একে অপরের সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়ে শক্তি স্থানান্তর করে। কোনো বস্তু গঠনকারী অণুগুলোর মধ্যে সংঘর্ষের মাধ্যমে যে তাপ স্থানান্তর ঘটে, তাকে পরিবহন বলে। পরিবহন সাধারণত কঠিন পদার্থে অথবা কঠিন থেকে তরলে (তরল থেকে কঠিন) বা কঠিন থেকে গ্যাসে (গ্যাস থেকে কঠিন) ঘটে থাকে।
পরিচলন দ্বারা তাপ স্থানান্তর। পরিচলন সাধারণত তরল (যেমন, জল) এবং গ্যাসীয় (যেমন, বায়ু) পদার্থে ঘটে থাকে। পরিচলন হলো কোনো বস্তুর ঘনত্বের পরিবর্তনের কারণে তার চলাচলের সাথে সাথে তাপের স্থানান্তর। কোনো বস্তুর ঘনত্ব পরিবর্তিত হয় কারণ তার আয়তন পরিবর্তিত হয়। বস্তুর আয়তন পরিবর্তিত হয় কারণ বস্তুটি একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ শোষণ করে।
বিকিরণের মাধ্যমে তাপ স্থানান্তর। বিকিরণ হলো তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের আকারে তাপের স্থানান্তর। বিকিরণের উদাহরণ হলো চুলার কাছে থাকলে আপনার শরীরে অনুভূত উষ্ণতা এবং সূর্য থেকে পৃথিবীতে বিকিরণ। সূর্যের তাপমাত্রা বেশি (প্রায় ৬০০০ কেলভিন), অন্যদিকে পৃথিবীর তাপমাত্রা কম। সূর্য ও পৃথিবীর মধ্যে এই তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে তাপ সূর্য (বেশি তাপমাত্রা) থেকে পৃথিবীতে (কম তাপমাত্রা) স্থানান্তরিত হয়। যদি সূর্য থেকে পৃথিবীতে বিকিরণের জন্য পরিবহন ও পরিচলনের মতো কোনো মাধ্যমের প্রয়োজন হতো, তবে তাপ পৃথিবীতে পৌঁছাত না, কারণ এটিকে একটি শূন্যস্থানের মধ্য দিয়ে যেতে হতো।
সমস্যার উদাহরণ
৫. ২০১৪/২০১৫ এস এম এ/এম এ পদার্থবিজ্ঞান জাতীয় পরীক্ষার প্রশ্ন নং ৮
একই আকারের, কিন্তু ভিন্ন ধাতুর তৈরি দুটি ধাতব দণ্ডকে নিচের চিত্রে দেখানো অনুসারে যুক্ত করা হয়েছে। যদি প্রথম ধাতুর তাপ পরিবাহিতা দ্বিতীয় ধাতুর তাপ পরিবাহিতার ৪ গুণ হয়, তবে ধাতু দুটির সংযোগস্থলের তাপমাত্রা হবে…
উ। 45oC
খ. ১২০ ° সেলসিয়াস
সি. ১১০ ডিগ্রি সেলসিয়াস
ডি. ১০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস
ই. ৮০ ডিগ্রি সেলসিয়াস
আলোচনা
এটা জানা যায় যে:
ধাতুর তাপ পরিবাহিতা I = 4k
ধাতু II এর তাপ পরিবাহিতা = k
ধাতব প্রান্তের তাপমাত্রা I = ৫০ ° সেলসিয়াস
ধাতব প্রান্তের তাপমাত্রা II = 0 ° C
জিজ্ঞাসিত: দুটি ধাতুর সংযোগস্থলের তাপমাত্রা
উত্তর :
পরিবহন দ্বারা তাপ স্থানান্তরের হারের সূত্র:
বিবরণ: Q/t = তাপ স্থানান্তর হার, k = তাপ পরিবাহিতা, A = পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল, T 1 -T 2 = তাপমাত্রার পরিবর্তন, l = দণ্ডের দৈর্ঘ্য
ধাতু দুটি একই আকারের হওয়ায় সমীকরণ থেকে A এবং l বাদ দেওয়া হয়।
সঠিক উত্তরটি হলো B।
৫. ২০১৪/২০১৫ এস এম এ/এম এ পদার্থবিজ্ঞান জাতীয় পরীক্ষার প্রশ্ন নং ৮
নিম্নোক্ত চিত্রে ভিন্ন ভিন্ন প্রকারের দুটি ধাতব দণ্ড A ও B দেখানো হয়েছে, যেগুলো এক প্রান্তে যুক্ত করা হয়েছে।
উভয় দণ্ডের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল একই, কিন্তু A-এর দৈর্ঘ্য B-এর দৈর্ঘ্যের দ্বিগুণ এবং A-এর তাপ পরিবাহিতা B-এর তাপ পরিবাহিতার ৩ গুণ। যদি A এবং B-এর মুক্ত প্রান্তগুলিতে ভিন্ন ভিন্ন মানের তাপমাত্রা প্রয়োগ করা হয়, তবে সংযোগস্থলের সঠিক তাপমাত্রা হবে…
উ। 60oC
খ. ১২০ ° সেলসিয়াস
সি. ১১০ ডিগ্রি সেলসিয়াস
ডি. ১০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস
ই. ৮০ ডিগ্রি সেলসিয়াস
আলোচনা
এটা জানা যায় যে:
দণ্ড A-এর তাপ পরিবাহিতা = 3k
দণ্ড B-এর তাপ পরিবাহিতা = k
দণ্ড A-এর দৈর্ঘ্য = 2l
দণ্ড B-এর দৈর্ঘ্য = l
দণ্ড A-এর প্রান্তের তাপমাত্রা = ১০০ ° সেলসিয়াস
দণ্ড B-এর প্রান্তের তাপমাত্রা = 40 ° C
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: দুটি রডের সংযোগস্থলের তাপমাত্রা
উত্তর :
পরিবহন দ্বারা তাপ স্থানান্তরের হারের সূত্র:
বিবরণ: Q/t = তাপ স্থানান্তর হার, k = তাপ পরিবাহিতা, A = পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল, T 1 -T 2 = তাপমাত্রার পরিবর্তন, l = দণ্ডের দৈর্ঘ্য
উভয় দণ্ডের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল একই হওয়ায় সমীকরণ থেকে A বাদ দেওয়া হলো।
সঠিক উত্তরটি হলো D।
৫. ২০১৪/২০১৫ এস এম এ/এম এ পদার্থবিজ্ঞান জাতীয় পরীক্ষার প্রশ্ন নং ৮
নিম্নলিখিত বিবৃতিটির প্রতি মনোযোগ দিন:
(1) ধাতু পরিবাহিতা
(2) ধাতব প্রান্তগুলির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য
(3) ধাতুর দৈর্ঘ্য
(4) ধাতব ভর
ধাতুতে তাপ প্রসারণের হার নির্ধারণকারী উপাদানগুলো হলো…
ক. (1), (2), এবং (3)
খ. (1) এবং (4)
গ. (2) এবং (4)
D. (3) এবং (4)
E. (4) শুধুমাত্র
আলোচনা
ধাতুতে তাপ স্থানান্তর হলো পরিবাহন প্রক্রিয়ায় তাপ স্থানান্তর। পরিবাহন প্রক্রিয়ায় তাপ স্থানান্তরের হারের সূত্রটি হলো:
বিবরণ: Q/t = তাপ স্থানান্তর হার, k = তাপ পরিবাহিতা, A = পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল, T 1 -T 2 = তাপমাত্রার পরিবর্তন, l = দণ্ডের দৈর্ঘ্য
সঠিক উত্তরটি হলো A।
