তাপমাত্রা পরিমাপে সেলসিয়াস স্কেল

তাপমাত্রা পরিমাপে সেলসিয়াস স্কেল – পাঠটি কারিগরি শিক্ষা বোর্ড এর পলিটেকনিক এর “পদার্থবিজ্ঞান ২” বিষয়ের “থার্মোমিতি ” অধ্যায়ের একটি পাঠ। 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। তাপমাত্রা পরিমাপের তিনটি স্কেল হলো: সেলসিয়াস(0′ থেকে 100′), কেলভিন(273.15কেলভিন থেকে 373.15কেলভিন) ও ফারেনহাইট(32’ফারেনহাইট থেকে 212’ফারেনহাইট)।

তাপমাত্রা পরিমাপে সেলসিয়াস স্কেল, ফারেনহাইট স্কেল, কেলভিন স্কেল, রোমার স্কেল, র‍্যাংকিন স্কেল এর তুলনা

থার্মোমিটারের নিম্ন স্থিরাঙ্ক ও ঊর্ধ্ব স্থিরান্তের মধ্যবর্তী মৌলিক ব্যবধানকে কতকগুলো সমান সমান ভাগে ভাগ করে তাপমাত্রার স্কেল তৈরি করা হয়। এই ভাগের উপর ভিত্তি করে তাপমাত্রার পাঁচটি স্কেল প্রচলন আছে, যথা ঃ

১। সেন্টিগ্রেড স্কেল বা সেলসিয়াস স্কেল:

সেলসিয়াস স্কেল হলো তাপমাত্রার প্রচলিত একক। সেলসিয়াস স্কেল মূলত গলণাঙ্ক ও স্ফুটণাংক পর্যন্ত গণনা করা হয়। 1atm বাতাসের চাপে যে তাপমাত্রায় বরফ গলে পানিতে পরিণত হয় সেটি হলো 0’সেলসিয়স এবং যে তাপমাত্রায় পানি ফুটতে থাকে সেটি হলো 100′ সেলসিয়াস।

২। ফারেনহাইট স্কেল:

ফারেনহাইট স্কেলে তাপমাত্রা কাউন্ট হয় 32′ থেকে 212′ পর্যন্ত। ডেনিয়েল গ্যবরিয়েল ফারেনহাইট মূলত এই ফারেনহাইট স্কেল তৈরী করেন। তিনি ফারেনহাইট স্কেলে 32′ ফ্রিজিং পয়েন্ট, 96′ বডি টেমপারেচারর এবং 212′ বয়লিং পয়েন্ট ধরেন। তাপমাত্রাই এই স্কেল মূলত সূক্ষ তাপমাত্রা বিশেষ করে শরীরের তাপমাত্রা গণনা করতেই ব্যবহার হয়ে থাকে। তবে এর 0′ কী প্রকাশ করে এ নিয়ে অনেক মতভেদ আছে ।

৩। কেলভিন স্কেল বা পরম তাপমাত্রা স্কেল:

তাপমাত্রার আন্তর্জাতিক একক হলো কেলভিন। কেলভিন স্কেল 273.15′ থেকে 373.15′ পর্যন্ত গণনা করা হটয়। কেলভিন আর সেলসিয়াস স্কেল একই রকম কারণ, 273.15কেলভিন আর 0′ সেলসিয়াস একই তেমনি 100′ আর 373.15′ কেলভিন একই। আমরা তাপমাত্রা প্রায় যতো খুশি +করতে পারি কিন্তু -করার বলায় শুধু -273.15′ সেলসিয়াসের কাছাকাছি পৌঁছাতে পারি কিন্তু এর নিচে নামা তো দূর এর সমমানও অর্জন করতে পারব না। একে বলে পরম শূণ্য বা Absolute zero। সেলসিয়াস স্কেলে এর মান -273.15′ এবং কেলভিন স্কেলে এর মান 0’। মানে কেলভিন স্কেলটি তৈরী হয়েছে মূলত পরম শূণ্য তাপমাত্রাকে শূণ্য ডিগ্রী ধরে।

৪। রোমার স্কেল:

রোমার একটি তাপমাত্রার স্কেল যা দিনেমার (ড্যানিশ) জ্যোতির্বিজ্ঞানী ওলে খ্রিষ্টেনসেন রোমারের নামে নামকরণ করা হয়েছে যিনি 1701 সালে এটিকে প্রস্তাবিত করেন। এই স্কেলে প্রাথমিকভাবে শূন্য নির্ধারণ করা হয়েছিল লবণ জল বা ব্রাইনের হিমাঙ্কে। জলের স্ফুটনাঙ্ক 60 ডিগ্রিতে সংজ্ঞায়িত করা হয়। এরপর রোমার লক্ষ করেন যে বিশুদ্ধ জলের হিমাঙ্ক বিন্দু এই দুটি বিন্দুর মধ্যবর্তী স্থানে প্রায় এক অষ্টমাংশে (প্রায় 7.5 ডিগ্রিতে) নির্ধারিত হয়, সুতরাং তিনি ন্যুনতম স্থির বিন্দুকে পুনঃনির্ধারণ করেন 7.5 ডিগ্রিতে জলের হিমাঙ্ক বিন্দুতে নির্দিষ্ট করে। ফারেনহাইট স্কেলের উদ্ভাবক ড্যানিয়েল গ্যাব্রিয়েল ফারেনহাইট রোমারের কাজ জেনে বিভাজনের সংখ্যা বাড়িয়ে চারের উৎপাদকে বাড়ান এবং প্রতিষ্ঠা করেন একটি স্কেল যা বর্তমানে ফারেনহাইট স্কেল নামে পরিচিত।

৫। র‍্যাংকিন স্কেল:

Rankine স্কেল একটি থার্মোডাইনামিক (পরম) তাপমাত্রা স্কেল। এটি পরম শূন্যের চারপাশে ভিত্তিক। র‍্যাঙ্কাইন কেলভিন স্কেলের অনুরূপ যে এটি নিখুঁত শূন্য থেকে শুরু হয় এবং 0 °Ra 0 K এর সমান কিন্তু 1 °Ra-এর পরিবর্তন 1 °F (ফারেনহাইট) এর পরিবর্তনের মতো এবং 1 নয়। °সে (সেলসিয়াস)। মনে রাখবেন যে সংক্ষিপ্ত নাম °R অস্পষ্ট, কারণ এটি Réaumur স্কেলকেও উল্লেখ করতে পারে।

সেলসিয়াস (C), ফারেনহাইট (F), কেলভিন (K), রোমার (R) ও র‍্যাংকিন (Rn) স্কেলের মধ্যে তুলনা নিম্নে দেয়া হল, যথা

তাপমাত্রার বিভিন্ন স্কেলের মধ্যে সম্পর্ক :

সেলসিয়াস, ফারেনহাইট, কেলভিন, রোমার ও র‍্যাংকিন স্কেলের মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক স্থাপনের জন্য একটি থার্মোমিটার নেই, যার বরফবিন্দু ও স্টীমবিন্দু যথাক্রমে A ও B দাগের সাথে মিলে যায়। এখন এই থার্মোমিটার-এর পাশাপাশি উপরের পাঁচটি স্কেল স্থাপন করি। যদি কোনো একটি তাপমাত্রায় প্রদত্ত থার্মোমিটার (BMA) এর পারদ শীর্ষ যখন M অবস্থানে আসে তখন সেলসিয়াস, ফারেনহাইট, কেলভিন, রোমার ও র‍্যাংকিন স্কেলে তাপমাত্রা C, F, K, R 3Rn। যে-কোনো স্কেল নেয়া হোক না কেন MA দূরত্ব ও BA দূরত্বের অনুপাত সর্বদা একই থাকবে।