অধ্যায়-১ : তাপগতিবিদ্যা, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণির পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র
প্রশ্ন-১। তাপগতিবিদ্যা কি?
উত্তরঃ তাপগতিবিদ্যা হলো পদার্থবিজ্ঞানের একটি শাখা যেখানে তাপ ও যান্ত্রিক কাজের পারস্পরিক রূপান্তর নিয়ে আলোচনা করা হয়। তাপগতিবিদ্যার ভিত্তি হলো দুটি মৌলিক সূত্র। এরা হলো তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র ও তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র। তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রে তাপ ও যান্ত্রিক শক্তির সম্পর্ক ও রূপান্তর এবং দ্বিতীয় সূত্রে তাপশক্তির রূপান্তর প্রক্রিয়ার শর্ত ও সম্ভাব্যতা নিয়ে আলোচনা করা হয়।
প্রশ্ন-২। তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র বিবৃত করো।
উত্তরঃ বাইরের শক্তির সাহায্য ছাড়া কোনো স্বয়ংক্রিয় যন্ত্রের পক্ষে নিম্ন উষ্ণতার বস্তু থেকে উচ্চতর উষ্ণতার বস্তুতে তাপের স্থানান্তর সম্ভব নয়।
পরম শূন্য তাপমাত্রা কী?
উত্তরঃ চার্লসের সূত্র অনুযায়ী আমরা জানি, −273°C তাপমাত্রায় যে কোন গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায় এবং এই তাপমাত্রাকে পরম শূন্য তাপমাত্রা বলে। এটা একটি তাত্ত্বিক ধারণা মাত্র। কারণ বাস্তবে -273°C তাপমাত্রার অনেক আগেই গ্যাসসমূহ তরলে পরিণত হয়ে যায়। মহাবিশ্বে –273°C তাপমাত্রার চেয়ে কম তাপমাত্রা কোথাও থাকতে পারে না। তাই –273°C কে পরম শূন্য তাপমাত্রা বলে।
তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্র কী?
উত্তরঃ দুটি বস্তু যদি তৃতীয় কোন বস্তুর সাথে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকে তবে প্রথমোক্ত বস্তু দুটিও পরস্পরের সাথে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকবে। একে তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্র বলা হয়ে।
সমআয়তন প্রক্রিয়া কাকে বলে?
উত্তরঃ যে তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় সিস্টেমের আয়তনের কোনো পরিবর্তন হয় না তাকে সমআয়তন প্রক্রিয়া বলে।
তাপমাত্রার প্রচলিত স্কেল কয়টি ও কি কি?
উত্তর : তাপমাত্রার প্রচলিত স্কেল তিনটি। যথা– ১. সেলসিয়াস স্কেল; ২. ফারেনহাইট স্কেল ও ৩. কেলভিন স্কেল।
ত্রৈধ বিন্দু কাকে বলে?
উত্তর : যে নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে পানি তিনটি অবস্থাতেই অর্থাৎ বরফ, পানি এবং জলীয় বাষ্প রূপে সহঅবস্থান করে তাকে ত্রৈধ বিন্দু বলে।
রেফ্রিজারেটরের কর্মসম্পাদন সহগ কাকে বলে?
উত্তরঃ নিম্ন তাপমাত্রার তাপাধার থেকে অপসারিত তাপ ও বহিস্থ সংস্থা কর্তৃক সম্পাদিত কাজের অনুপাতকে রেফ্রিজারেটরের কর্মসম্পাদন সহগ বলে।
সেলসিয়াস স্কেল কাকে বলে?
উত্তরঃ যে স্কেলে বরফ বিন্দুকে ০ ডিগ্রি এবং স্টিম বিন্দুকে ১০০ ডিগ্রি ধরে মধ্যবর্তী মৌলিক ব্যবধানকে ১০০ ভাগে ভাগ করা হয়েছে, সেই স্কেলকে সেলসিয়াস স্কেল বলে।
তাপীয় মৃত্যু কাকে বলে?
উত্তর : জগতের এনট্রপি যখন সর্বোচ্চে পৌঁছাবে, তখন সব কিছুর তাপমাত্রা সমান হয়ে যাবে। ফলে তাপশক্তিকে আর যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করা যাবে না। এই অবস্থাকে জগতের তাপীয় মৃত্যু বলে।
প্রত্যাগামী প্রক্রিয়া কাকে বলে?
উত্তরঃ যে প্রক্রিয়া বিপরীতমুখী হয়ে প্রত্যাবর্তন করে এবং সম্মুখবর্তী ও বিপরীতমুখী প্রক্রিয়ার প্রতি স্তরে তাপ ও কাজের ফলাফল সমান ও বিপরীত হয়, তাকে প্রত্যাগামী প্রক্রিয়া বলে।
হিমায়ক কাকে বলে?
উত্তর : হিমায়ন প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত কার্যনির্বাহক বস্তুকে হিমায়ক বলে। হিমায়ক এক প্রকার ফ্লুইড। কম উষ্ণতা ও কম চাপে বাষ্পয়ন কালে এটা ইভাপােরেটর হতে তাপ শােষণ করে এবং অধিক চাপে ও অধিক উষ্ণতার কনডেনসারে ঘনীভবন কালে তাপ বর্জন করে।
তাপীয় আয়ন কাকে বলে?
উত্তর : তাপ প্রয়োগে কোনো ধাতবপৃষ্ঠ থেকে যেসব ইলেকট্রন নিঃসৃত হয়, সেই ইলেকট্রনগুলিকে তাপীয় আয়ন বলে।
তাপীয় সাম্যাবস্থা কাকে বলে?
উত্তরঃ দুটি ভিন্ন তাপমাত্রার বস্তুর মধ্যে তাপীয় সংযোগ ঘটানো হলে উচ্চ তাপমাত্রার বস্তু হতে নিম্ন তাপমাত্রার বস্তুতে তাপ প্রবাহিত হয় এবং কোন এক সময় উভয় বস্তুই একই তাপমাত্রায় উপনীত হয়। একে তাপীয় সাম্যাবস্থা বলে।
কার্নো ইঞ্জিন কাকে বলে?
উত্তর : তাপশক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করার জন্য ফরাসি প্রকৌশলী সাদী কার্নো সব দোষ-ত্রুটিমুক্ত যে আদর্শ ইঞ্জিনের পরিকল্পনা করেন তাকে কার্নো ইঞ্জিন বলে।
তাপ ইঞ্জিন কাকে বলে?
উত্তরঃ যে যন্ত্রের সাহায্যে তাপশক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করা যায় তাকে তাপ ইঞ্জিন বলে।
উন্মুক্ত সিস্টেম কাকে বলে?
উত্তরঃ যে সিস্টেম পরিবেশের সাথে ভর ও শক্তি উভয়ই বিনিময় করতে পারে তাকে উন্মুক্ত সিস্টেম বলে।
সমোষ্ণ প্রক্রিয়া কাকে বলে?
উত্তরঃ যে তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা ধ্রুব থাকে তাকে সমোষ্ণ প্রক্রিয়া বলে।
রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া কাকে বলে?
উত্তরঃ যে তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় সিস্টেমের চাপ ও আয়তনের পরিবর্তন হয় কিন্তু পরিবেশের সাথে তাপের আদান-প্রদান হয় না তাকে রুদ্ধতাপীয়া প্রক্রিয়া বলে।
তাপ পরিবাহিতা কাকে বলে?
উত্তরঃ কোনো তাপ পরিবাহী বস্তুর তাপ পরিবহন করার ক্ষমতাকে ঐ বস্তুর তাপ পরিবাহিতা বলে। যেমন, কাচের চেয়ে অ্যালুমিনিয়াম দ্রুত তাপ পরিবহন করতে পারে। তাই অ্যালুমিনিয়ামের তাপ পরিবাহিতা বেশি, কাচের তাপ পরিবাহিতা কম।
এনট্রপি কাকে বলে?
উত্তরঃ রুদ্ধতাপীয় প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় কোনো সিস্টেমের যে তাপগতীয় ধর্ম বা চলরাশি ধ্রুব থাকে তাকে এনট্রপি বলে।
কার্নো চক্র কাকে বলে?
উত্তরঃ ফরাসী বিজ্ঞানী সাদি কার্নো সকল দোষ-ত্রুটি মুক্ত একটি ইঞ্জিনের পরিকল্পনা করেন। এ ইঞ্জিনে চার ঘাত বিশিষ্ট যে চক্রের মাধ্যমে কার্য সম্পাদন হয় তাকে কার্নো চক্র বলে।
অন্তঃস্থ শক্তি কাকে বলে?
উত্তরঃ কোনো পদার্থের অণু-পরমাণু সমূহের বিভবশক্তি এবং গতিশক্তির দরুন পদার্থের অভ্যন্তরে মোট যে পরিমাণ শক্তি সঞ্চিত থাকে, তাকে অন্তঃস্থ শক্তি বলে।
উষ্ণতামিতিক পদার্থ কাকে বলে?
উত্তরঃ যেসব পদার্থের উষ্ণতামিতিক ধর্ম ব্যবহার করে থার্মোমিটার তৈরি করা সম্ভব তাদেরকে উষ্ণতামিতিক পদার্থ বলে।