পরিচলন দ্বারা তাপ স্থানান্তর সম্পর্কিত প্রবন্ধ
কখনো রৌদ্রোজ্জ্বল দিনে সমুদ্রসৈকতে গিয়েছেন? পরিষ্কার দিনে সৈকতে সবসময় সমুদ্র থেকে বাতাস বয়। সৈকতে কেন সবসময় বাতাস থাকে, এবং কেন সামুদ্রিক বাতাস (সমুদ্র থেকে ভূমির দিকে প্রবাহিত বাতাস) দিনের বেলায় এবং স্থলীয় বাতাস (ভূমি থেকে সমুদ্রের দিকে প্রবাহিত বাতাস) রাতে বয়? বর্ষাকালে কেন মেঘ পাহাড়ের ঢালে নেমে আসে? কেন বাতাস শীতল অনুভূত হয়? এই প্রশ্নগুলোর উত্তর ভূমি ও সমুদ্রের আপেক্ষিক তাপ, প্রসারণ, ঘনত্ব এবং পরিচলন দ্বারা তাপ স্থানান্তরের সাথে সম্পর্কিত!
বিষয়টি ভালোভাবে ও সঠিকভাবে বুঝতে পারলে, আপনি উপরের প্রশ্নগুলোর এবং পরবর্তীতে আপনার মনে আসতে পারে এমন অন্যান্য প্রশ্নেরও উত্তর দিতে পারবেন।
পরিবহন প্রক্রিয়ায় তাপ স্থানান্তর সাধারণত কঠিন বস্তুর মধ্যে অথবা কঠিন বস্তু থেকে তরল বস্তুতে (এবং তরল বস্তু থেকে কঠিন বস্তুতে) অথবা কঠিন বস্তু থেকে গ্যাসীয় বস্তুতে (এবং গ্যাসীয় বস্তু থেকে কঠিন বস্তুতে) ঘটে থাকে। অন্যদিকে, পরিচলন প্রক্রিয়ায় তাপ স্থানান্তর সাধারণত তরল বস্তু (যেমন: জল) এবং গ্যাসীয় বস্তুতে (যেমন: বায়ু) ঘটে থাকে। পরিচলন প্রক্রিয়ায় তাপ স্থানান্তর হলো বস্তুর স্থানান্তরের সাথে সংঘটিত তাপ স্থানান্তর। পরিচলন প্রক্রিয়ায় তাপ স্থানান্তর বিষয়টি আরও ভালোভাবে বোঝার জন্য, একটি উদাহরণ পর্যালোচনা করা যাক, যেমন—আগুন ব্যবহার করে জল গরম করা। যখন একটি পাত্রের জল আগুন দিয়ে গরম করা হয়, তখন তাপ পরিবহন এবং বিকিরণ প্রক্রিয়ায় আগুন (উচ্চ তাপমাত্রা) থেকে পাত্রে (নিম্ন তাপমাত্রা) স্থানান্তরিত হয়। এরপর, তাপ পরিবহন প্রক্রিয়ায় পাত্র (উচ্চ তাপমাত্রা) থেকে পাত্রের কাছাকাছি জলে (নিম্ন তাপমাত্রা) স্থানান্তরিত হয়। এই অতিরিক্ত তাপের কারণে পাত্রের কাছাকাছি জলের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়।
পানির তাপমাত্রা বাড়লে তা প্রসারিত হয় বা এর আয়তন বৃদ্ধি পায়। কারণ পানির আয়তন বাড়লে এর ঘনত্ব কমে যায়। পাত্রের তলার কাছাকাছি থাকা পানির তাপমাত্রা তার পাশের পানির চেয়ে বেশি থাকে। অন্য কথায়, পাত্রের তলার কাছাকাছি থাকা পানির আয়তন বেশি ও ঘনত্ব কম, আর এর উপরের পানির আয়তন কম ও ঘনত্ব বেশি। ঘনত্বের এই পার্থক্যের কারণে পাত্রের উপরিভাগের পানি, যার ঘনত্ব বেশি, তা নিচের দিকে নেমে যায় এবং পাত্রের তলার কাছাকাছি থাকা পানি, যার ঘনত্ব কম, তা উপরের দিকে উঠে আসে। এই প্রক্রিয়াটি ততক্ষণ পর্যন্ত চলতে থাকে যতক্ষণ না ভেতরের সমস্ত পানির তাপমাত্রা একই হয়ে যায় (যদি বায়ুর চাপ ১ অ্যাটমোস্ফিয়ার হয়, তবে পাত্রের পানি ১০০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় বাষ্পীভূত বা ফুটতে থাকে)। oসি)।
স্থলভাগের বায়ু এবং সামুদ্রিক বায়ুর ক্ষেত্রেও পরিবহন ও পরিচলন প্রক্রিয়ায় তাপের স্থানান্তর ঘটে। স্থলভাগের আপেক্ষিক তাপ সমুদ্রের পানির আপেক্ষিক তাপের চেয়ে কম। তাই, সূর্যের সংস্পর্শে এলে ভূমি দ্রুত গরম হয় এবং রাত হলে ঠান্ডা হয়ে যায়। স্থলভাগের তাপ উপরের বাতাসকে আরও দ্রুত গরম করে (পরিবহন প্রক্রিয়ায় তাপ স্থলভাগ থেকে বাতাসে যায়)। এতে বাতাসের তাপমাত্রা বাড়ে এবং বাতাস প্রসারিত হয়। ফলে, বায়ুর ঘনত্ব কমে যায়। অন্যদিকে, সমুদ্রের পানির তাপমাত্রা কম হওয়ায় সমুদ্রপৃষ্ঠের উপরের বাতাসও স্থলভাগের বাতাসের চেয়ে ঠান্ডা থাকে।
সমুদ্রপৃষ্ঠের বাতাস শীতল হওয়ায় এর ঘনত্ব বেশি। বায়ুর ঘনত্বের এই পার্থক্যের কারণে সমুদ্রপৃষ্ঠের বাতাস ভূমির দিকে নেমে আসে এবং ভূমির বাতাস উপরের দিকে উঠে যায়। ভূপৃষ্ঠ থেকে যত দূরে যাওয়া যায়, বায়ুর পরিমাণ তত কমে যায়, কারণ পৃথিবীর মহাকর্ষীয় বল হ্রাস পায়। বায়ুর পরিমাণ কমে যাওয়ার কারণে বায়ুচাপও হ্রাস পায়।
স্থলভাগের উষ্ণ বায়ু উপরের দিকে উঠে আসে এবং ভূপৃষ্ঠ থেকে দূরে থাকার কারণে তা শীতল হয়ে যায়, ফলে বায়ুচাপ কমে যায়। এরপর এই শীতল বায়ু স্থলভাগের দিকে না এসে সমুদ্রপৃষ্ঠের দিকে নেমে আসে, যেখানে তাপমাত্রা আরও বেশি হিমাঙ্কের কাছাকাছি থাকে। এই প্রক্রিয়াটি অবিরাম চলতে থাকে, যার ফলে সমুদ্র থেকে স্থলভাগের দিকে বায়ুর প্রবাহ সৃষ্টি হয়। সংক্ষেপে, সমুদ্রপৃষ্ঠের কাছাকাছি বায়ু স্থলভাগে নেমে আসে, ভূপৃষ্ঠের কাছাকাছি বায়ু উপরের দিকে উঠে যায় এবং উপরের বায়ু সমুদ্রপৃষ্ঠে চলে আসে।
ধোঁয়া কেন সবসময় উপরের দিকে ওঠে? ধোঁয়া উপরের দিকে ওঠে কারণ এর তাপমাত্রা চারপাশের বাতাসের তাপমাত্রার চেয়ে বেশি। ধোঁয়ার তাপমাত্রা বেশি হওয়ায় এর আয়তন বাড়ে এবং ঘনত্ব কমে যায়। ধোঁয়ার ভর কম হওয়ায় চারপাশের বায়ুচাপের তুলনায় এর চাপ কম থাকে। ধোঁয়ার চারপাশের বাতাস এটিকে উপরের দিকে ঠেলে দেয়।
বর্ষাকালে মেঘ কেন নিচে নেমে আসে? বর্ষাকালে মেঘে প্রচুর পরিমাণে জলীয় বাষ্প থাকে, যার ফলে মেঘের ঘনত্ব বেড়ে যায়। যে মেঘে প্রচুর জলীয় বাষ্প থাকে এবং যার ঘনত্ব বেশি, তা নিচের দিকে এমন জায়গায় নেমে আসে যেখানে তার চারপাশের বাতাসের ঘনত্ব মেঘের ঘনত্বের সমান হয়। উপরের ব্যাখ্যাটি যদি আপনি ভালোভাবে এবং সঠিকভাবে বুঝে থাকেন, তবে এই বিষয় সম্পর্কিত অনেক কিছু নিয়ে প্রশ্ন করতে এবং উত্তর দিতে পারবেন।
