সুপ্ত তাপ, আপেক্ষিক তাপ এবং তাপ ধারণ ক্ষমতা

সুপ্ত তাপ, আপেক্ষিক তাপ এবং তাপ ধারণ ক্ষমতা সম্পর্কিত প্রবন্ধ

যদি আপনি ঠান্ডা জল ও বরফের মিশ্রণযুক্ত একটি পাত্রে একটি পারদ থার্মোমিটার রাখেন, তবে আপনি লক্ষ্য করবেন যে নিচের দিকে নামার পর পারদের পৃষ্ঠটি স্থির হয়ে যায়। জলের হিমাঙ্কের (০ ^° সেলসিয়াস) তাপমাত্রায় পৌঁছানোর পর পারদের পৃষ্ঠটি স্থির হয়ে যায়। যদি পাত্রটি খোলা থাকে, তবে উচ্চ তাপমাত্রার বাতাস থেকে তাপ বরফ ও ঠান্ডা জলের মিশ্রণে প্রবাহিত হয়। বাতাস থেকে তাপ আসার ফলে বরফ গলে যায়। বরফ গলতে থাকলে, বরফ ও ঠান্ডা জলের মিশ্রণের তাপমাত্রার কি কোনো পরিবর্তন হয়? যতক্ষণ বরফ গলতে থাকে, ততক্ষণ জল ও বরফের মিশ্রণের তাপমাত্রার কোনো পরিবর্তন হয় না।

উদাহরণস্বরূপ, যদি বরফ ও জলের মিশ্রণকে আগুন বা বৈদ্যুতিক হিটার দিয়ে গরম করা হয়, তাহলে সমস্ত বরফ জলে পরিণত হয়। যদি এটিকে ক্রমাগত গরম করা হয়, তাহলে জলের তাপমাত্রা ১০০ ^° সেলসিয়াস পর্যন্ত বেড়ে যায়। ১০০ ^° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় জল বাষ্পীভূত হতে শুরু করে। যদি জলকে আরও গরম করা হয়, তাহলে তা আরও দ্রুত বাষ্পে পরিণত হয়, কিন্তু জলের তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকে বা ১০০ ^° সেলসিয়াস-ই থেকে যায়। এটিই হলো জলের স্ফুটনাঙ্ক, অর্থাৎ জলের পক্ষে পৌঁছানো সম্ভব এমন সর্বোচ্চ তাপমাত্রা।

তাপমাত্রার পরিবর্তন এবং পানির দশার পরিবর্তনের সাথে তাপের সম্পর্কের লেখচিত্র

AB = অতিরিক্ত তাপ বরফের তাপমাত্রা বাড়িয়ে 0 ^° C করে দেয়।

BC = অতিরিক্ত তাপে বরফ গলে পানিতে পরিণত হয়

CD = অতিরিক্ত তাপ পানির তাপমাত্রা 0 ^° C থেকে 100 ^° C পর্যন্ত বৃদ্ধি করে।

DE = অতিরিক্ত তাপ পানি বাষ্পীভূত করে

EF = অতিরিক্ত তাপ বাষ্পের তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে

উপরের গ্রাফটি তাপমাত্রার পরিবর্তন এবং জলীয় দশার পরিবর্তন প্রক্রিয়া দেখায়, যতক্ষণ পর্যন্ত জল তাপ শোষণ করে (এক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে)। যদি জল তাপ ত্যাগ করে, তবে যে প্রক্রিয়াটি ঘটে তা উপরের প্রক্রিয়ার বিপরীত। BC থেকে তাপ যোগ করলে জলের তাপমাত্রার কোনো পরিবর্তন হয় না, বরং এটি কেবল বরফকে গলিয়ে জলে পরিণত করে।

ডিই থেকে তাপ যোগ করলে জলের তাপমাত্রার কোনো পরিবর্তন হয় না, বরং জল কেবল বাষ্পে পরিণত হয়। জল কেবল একটি উদাহরণ। সমস্ত বস্তুই দশা পরিবর্তন এবং তাপমাত্রার পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়, যেমনটা জলের ক্ষেত্রে ঘটে যদি কোনো বস্তু তাপ শোষণ করে। পার্থক্যটা হলো হিমাঙ্ক এবং স্ফুটনাঙ্কে। প্রতিটি বস্তুর হিমাঙ্ক এবং স্ফুটনাঙ্ক ভিন্ন ভিন্ন হয়। যদি বস্তু তাপ নির্গত করে, তবে যে প্রক্রিয়াটি ঘটে তা উপরের প্রক্রিয়ার বিপরীত।

১. গলনাঙ্কের তাপ ( _LF )

গলন তাপ হলো ১ কেজি বস্তু দ্বারা তার কঠিন অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় পরিবর্তিত হতে শোষিত তাপ, অথবা ১ কেজি বস্তু দ্বারা তার তরল অবস্থা থেকে কঠিন অবস্থায় পরিবর্তিত হতে নির্গত তাপ। কোনো বস্তুর কঠিন অবস্থা থেকে তরল (বা তরল থেকে কঠিন) অবস্থায় পরিবর্তিত হতে শোষিত (বা নির্গত) তাপের পরিমাণ নির্ণয়ের সূত্রটি হলো:

Q = m L _F

বিবরণ: Q = শোষিত বা নির্গত তাপ, m = বস্তুর ভর, L _F = গলন তাপ

২. বাষ্পীভবনের তাপ (L _V )

বাষ্পীভবনের তাপ হলো সেই পরিমাণ তাপ যা ১ কেজি বস্তু তার তরল দশা পরিবর্তন করে গ্যাসীয় দশায় পরিণত হতে শোষণ করে, অথবা সেই তাপ যা ১ কেজি বস্তু তার গ্যাসীয় দশা পরিবর্তন করে তরল দশায় পরিণত হতে নির্গত করে। কোনো বস্তুকে তরল থেকে গ্যাসে (বা গ্যাস থেকে তরলে) রূপান্তর করতে শোষিত (বা নির্গত) তাপের পরিমাণ নির্ণয়ের সূত্রটি হলো:

Q = m L _V

বিবরণ: Q = শোষিত বা নির্গত তাপ, m = বস্তুর ভর, L _V = বাষ্পীভবনের তাপ

গলন তাপ এবং বাষ্পীভবন তাপকে সুপ্ত তাপ বলা হয়।

নির্দিষ্ট তাপ (গ)

আপেক্ষিক তাপ (c) = কোনো বস্তুর একক ভরের (m) তাপমাত্রা (T) এক ডিগ্রি বাড়াতে প্রয়োজনীয় তাপের (Q) পরিমাণ। আপেক্ষিক তাপের সমীকরণ:

আপেক্ষিক তাপের আন্তর্জাতিক একক হলো J/Kg K।

কোনো বস্তুর আপেক্ষিক তাপ তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়। তাপমাত্রার পরিবর্তন খুব বেশি না হলে, তাপকে স্থির বলে ধরে নেওয়া যেতে পারে।

১ atm চাপ এবং ২০ ^° C তাপমাত্রায় কয়েকটি বস্তুর তাপ নিচে দেওয়া হলো (পরীক্ষার মাধ্যমে প্রাপ্ত)।

তাপ ধারণ ক্ষমতা (C)

তাপ ধারণ ক্ষমতা (C) = সমস্ত বস্তুর তাপমাত্রা এক ডিগ্রী বৃদ্ধি করতে প্রয়োজনীয় তাপের পরিমাণ। তাপ ধারণ ক্ষমতার সমীকরণ:

C = mc

বর্ণনা: C = তাপ ধারণ ক্ষমতা, m = ভর, c = বস্তুটির আপেক্ষিক তাপ।