রুদ্ধতাপ পরিবর্তনে গ্যাসের চাপ | তাপের প্রকৃতি ও এর যান্ত্রিক সমতা | পদার্থবিজ্ঞান

রুদ্ধতাপ পরিবর্তনে গ্যাসের চাপ – পদার্থবিজ্ঞান পদার্থ ও তার গতির বিজ্ঞান। বাংলায় “পদার্থবিজ্ঞান” শব্দটি একটি সমাসবদ্ধ পদ। “পদার্থ” ও “বিজ্ঞান” দুটি সংস্কৃত শব্দ নিয়ে এটি গঠিত। এর ইংরেজি পরিভাষা Physics শব্দটি গ্রিক φύσις (ফুঁসিস) অর্থাৎ “প্রকৃতি”, এবং φυσικῆ (ফুঁসিকে) অর্থাৎ “প্রকৃতি সম্পর্কিত জ্ঞান” থেকে এসেছে। পদার্থবিজ্ঞান বলতে বলা যেতে পারে এটা হলো গণিতের বাস্তব রূপ।

রুদ্ধতাপ পরিবর্তনে গ্যাসের চাপ (P) ও আয়তনের (V) মধ্যে সম্পর্ক : PVY = ধ্রুবক

ধরা যাক, একটি সিলিন্ডারে কোনো আদর্শ গ্যাসের 1 mole পরিমাণ নেয়া হল এবং এতে dQ পরিমাণ তাপ প্রদান করা হল। প্রযুক্ত তাপের কিছু অংশ গ্যাসের অন্তঃস্থ শক্তি বৃদ্ধি করবে এবং বাকি অংশ বহিস্থ কাজ সম্পাদনে ব্যয় হবে। ধরা যাক, গ্যাসের তাপমাত্রা ও আয়তনের পরিবর্তন যথাক্রমে, dT ও dV। ধরা যাক, প্রথমে শুধুমাত্র গ্যাসের তাপমাত্রা dT বৃদ্ধি পেয়েছে এবং এখন আয়তন স্থির ছিল। পরে গ্যাসের আয়তন dV বৃদ্ধি পেয়েছে।

অতএব, স্থির আয়তনে 1 mole গ্যাসের তাপমাত্রা dT পরিমাণ বৃদ্ধি করতে প্রয়োজনীয় তাপের পরিমাণ CVdr এখানে C, স্থির আয়তনে মোলার আপেক্ষিক তাপ। আবার চাপ P এর বিরুদ্ধে dV আয়তন বৃদ্ধির জন্য গ্যাস কর্তৃক সম্পাদিত কাজ PdV.

তাপ (Heat) :

যে বাহ্যিক ভৌত কারণে (External Physical Cause) কোনো বস্তু উষ্ণ ও শীতলতার অনুভূতি সৃষ্টি করে তাকে তাপ বলে । তাপ এক প্রকার শক্তি। একে অদৃশ্য শক্তিও (Invisible Energy) বলা হয়। তাপের কোনো আকার, আয়তন, ভর, বর্ণ বা গন্ধ নাই, শুধুমাত্র কোনো বস্তুতে প্রয়োগ করলে বস্তুটি উত্তপ্ত হয়ে উঠে এবং অপসারণ করলে তা শীতলতা প্রাপ্ত হয়। অন্যান্য শক্তির ন্যায় তাপ শক্তি অন্য শক্তিতে রূপান্তরিত হয় এবং অন্য শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে তাপ শক্তির বিকাশ ঘটে ।

উদাহরণস্বরূপ দেখা যায় যে, বাষ্প ইঞ্জিনে কয়লা দহনের ফলে রাসায়নিক শক্তি তাপ শক্তিতে পরিবর্তিত হয় এবং এই তাপ ইঞ্জিন বয়লারের পানিকে উত্তপ্ত করে বাষ্পে পরিণত করে। এই বাষ্প দ্বারা ইঞ্জিন চালিত হয়। সুতরাং এই ক্ষেত্রে তাপ শক্তি বাহ্যিক শক্তির রূপ পরিগ্রহ করে ইঞ্জিন পরিচালনার কাজ সম্পন্ন করে। যেহেতু তাপ শক্তি পরোক্ষভাবে ইঞ্জিন চালনা কাজ করছে অতএব, তাপ এক প্রকার শক্তি। তাপের মূল উৎস সূর্য ।