তাপ শক্তির একটি রূপ | পদার্থের তাপ ধারণ ক্ষমতা | পদার্থবিজ্ঞান

তাপ শক্তির একটি রূপ – 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।

তাপ শক্তির একটি রূপ

(Heat as a form of energy)

তাপ এক প্রকার শক্তি। কারণ তাপের কাজ করার সামর্থ্য আছে। বাষ্পীয় ইঞ্জিনে কয়লা পুড়ে রাসায়নিক শক্তি তা শক্তিতে রূপান্তর হয়। এই তাপ শক্তি বয়লারের পানিকে বাষ্পে পরিণত করে এবং বাষ্প ইঞ্জিন চালাতে সক্ষম হয়। সুতরাং দেখা যায়, বিভিন্ন শক্তি তাপ শক্তিতে রূপান্তর করে বিভিন্ন ধরনের কাজ করা হয়। এ ছাড়াও তাপ শক্তি বিভিন্ন শক্তিতে রূপান্তরিত করে বিভিন্ন কাজ সম্পন্ন করা হয়। সুতরাং বলা যায়, তাপ শক্তির একটি রূপ। 1° সেন্টিগ্রেড বহি MKS পদ্ধতিতে তাপের একক কিলোক্যালরি (kcal)।

সাধারণত 1 কেজি বিশুদ্ধ পানির তাপমাত্রা করার জন্য যে তাপের প্রয়োজন হয়, তাকে lkcal তাপ বলা হয়। 1 kcal = 103 cal. কিন্তু দেখা যায় যে, একজন পূর্ণবয়স্ক মানুষের খাদ্য দরকার 3200 kcal, যা kg বা gm এ নয়। কারণ খাদ্যগ্রহণ করে এবং সেই খাদ্য তাপ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। তাই বলা যায়, তাপ, শক্তি এবং কাজের মধ্যে একটি সম্পর্ক বিদ্যমান যার নাম জুলের সূত্র। 

জুলের সূত্র : যখন কাজ সম্পূর্ণভাবে তাপে বা তাপ সম্পূর্ণভাবে কাজে রূপান্তরিত হয়, তখন তাপ এবং কাজ সমানুপাতিক ।

অর্থাৎ যদি কাজের পরিমাণ W এবং তাপ H হয়, তবে সূত্রানুসারে,

W∞ H 

W=JH

[এখানে, J → জুলের ধ্রুবক]

W <⇒J=H

এই সমীকরণ হতে যদি তাপ একক হয় তবে J = W, অর্থাৎ কোনো বস্তুর উপর একক তাপ প্রযুক্ত হলে যে কাজ হয় তাকে জুলের ধ্রুবক বা তাপের যান্ত্রিক সমতা বলে। এর মান J = 4.20 x 10 আর্গ/ক্যালরি, অর্থাৎ 4.2 x 10′ আৰ্গ বা 4.20 জুল কাজকে তাপে পরিণত করলে 1 cal তাপ উৎপন্ন হবে এবং ঐ পরিমাণ কাজ দিয়ে 1 gm পানির তাপমাত্রা 1° বৃদ্ধি করা যায় ।