অধ্যায় ৩ · WBBSE দশম শ্রেণি পদার্থবিজ্ঞান

তাপ ও তাপমাত্রা

তাপ মাপার নিয়ম, আপেক্ষিক তাপ ও লীনতাপ।

🔥 অধ্যায় ৩

বরফ থেকে বাষ্প: তাপের হিসাব এক শো গ্রাম বরফকে বাষ্পে পরিণত করতে মোট বাহাত্তর হাজার ক্যালোরি লাগে, যার বেশিরভাগ বাষ্পীভবনে। 100 g বরফ (0°C) থেকে বাষ্প (100°C) পর্যন্ত মোট তাপ = 72,000 cal বরফ → জল (0°C): 8,000 cal (11.1%) জল 0°C → 100°C: 10,000 cal (13.9%) জল → বাষ্প (100°C): 54,000 cal (75.0%) Q = mL; Q = m s ΔT। বরফ: 100 × 80 = 8,000; জল: 100 × 1 × 100 = 10,000; বাষ্প: 100 × 540 = 54,000 (লীনতাপ: বরফ গলনে 80 cal/g, বাষ্পীভবনে প্রায় 540 cal/g; বাষ্পীভবনেই সবচেয়ে বেশি তাপ লাগে।)

↔ পুরো চিত্র দেখতে পাশে সোয়াইপ করো

৩.১

তাপ ও উষ্ণতার পার্থক্য

তাপ হল শক্তির এক রূপ; উষ্ণতা হল বস্তু কতটা গরম বা ঠান্ডা তার মাপ। তাপ বেশি উষ্ণতা থেকে কম উষ্ণতার দিকে প্রবাহিত হয়। তাপের একক ক্যালোরি (cal) ও জুল (J): 1 cal = 4.2 J প্রায়। উষ্ণতার একক সেলসিয়াস (°C) ও কেলভিন (K); T(K) = t(°C) + 273। উষ্ণতা মাপার যন্ত্র থার্মোমিটার। একই উষ্ণতার দুই বস্তুর মধ্যে তাপ আদান-প্রদান হয় না।

1

27°C উষ্ণতা কেলভিনে কত?

27 + 273 = 300 K।

2

500 cal তাপ কত জুলের সমান? (1 cal = 4.2 J)

500 × 4.2 = 2100 J।

3

তাপ ও উষ্ণতার একটি পার্থক্য লেখো।

তাপ শক্তির পরিমাণ (cal বা J-এ মাপা); উষ্ণতা বস্তুর তাপীয় অবস্থার মাপ (°C বা K-এ)।

৩.২

আপেক্ষিক তাপ ও তাপগ্রাহিতা

1 g পদার্থের উষ্ণতা 1°C বাড়াতে যত তাপ লাগে তাকে তার আপেক্ষিক তাপ s বলে। Q = m s Δt। জলের আপেক্ষিক তাপ 1 cal/g°C, যা অন্য অনেক পদার্থের চেয়ে বেশি; তাই জল ধীরে গরম ও ধীরে ঠান্ডা হয় (সমুদ্রতীরে আবহাওয়া মৃদু)। তাপগ্রাহিতা = m × s; এটি সম্পূর্ণ বস্তুর উষ্ণতা 1°C বাড়াতে প্রয়োজনীয় তাপ। 500 g ধাতুর s = 0.093 cal/g°C হলে তাপগ্রাহিতা = 46.5 cal/°C।

1

500 g ধাতুর উষ্ণতা 40°C বাড়াতে কত তাপ লাগবে? (s = 0.093)

Q = 500 × 0.093 × 40 = 1860 cal।

2

500 g ধাতুর তাপগ্রাহিতা কত? (s = 0.093)

500 × 0.093 = 46.5 cal/°C।

3

সমুদ্রতীরে দিন ও রাতের উষ্ণতার তফাত কম কেন?

জলের আপেক্ষিক তাপ বেশি, তাই বেশি তাপ শোষণ বা বর্জন করেও জলের উষ্ণতা সামান্য বদলায়।

৩.৩

লীনতাপ ও ক্যালরিমিতি

অবস্থার পরিবর্তনের সময় (গলন, বাষ্পীভবন) উষ্ণতা না বাড়িয়ে যে তাপ লাগে তাকে লীনতাপ বলে। Q = m L। বরফের গলনের লীনতাপ 80 cal/g এবং জলের বাষ্পীভবনের লীনতাপ প্রায় 540 cal/g। ক্যালরিমিতির নীতি: তাপ আদান-প্রদানে কোনো ক্ষয় না হলে উষ্ণ বস্তুর বর্জিত তাপ = শীতল বস্তুর গৃহীত তাপ। 100 g বরফকে 0°C থেকে 100°C-এর বাষ্পে পরিণত করতে 8,000 + 10,000 + 54,000 = 72,000 cal লাগে।

1

100 g বরফ 0°C-এ গলাতে কত তাপ লাগবে?

Q = 100 × 80 = 8,000 cal।

2

200 g ধাতু (100°C, s = 0.4) ও 100 g জল (20°C) মেশালে চূড়ান্ত উষ্ণতা কত?

200 × 0.4 × (100 − t) = 100 × 1 × (t − 20) ⟹ t = 55.6°C।

3

ফুটন্ত জলের চেয়ে বাষ্পে হাত পুড়ে বেশি কেন?

একই উষ্ণতায় বাষ্পের ভিতরে অতিরিক্ত লীনতাপ থাকে, ঘনীভবনে সেই তাপ ত্বকে ছেড়ে দেয়।

অনুশীলন

অনুশীলনী

1. তাপ ও উষ্ণতার দুটি পার্থক্য লেখো।

2. 37°C কেলভিনে কত?

3. আপেক্ষিক তাপের সংজ্ঞা লেখো।

4. Q = m s Δt সূত্রে প্রতীকগুলির অর্থ লেখো।

5. 200 g জলের উষ্ণতা 20°C থেকে 70°C করতে কত তাপ লাগে?

6. লীনতাপ কাকে বলে?

7. 50 g বরফ গলাতে কত তাপ লাগবে? (L = 80)

8. ক্যালরিমিতির নীতি কী?

9. জলের আপেক্ষিক তাপ বেশি হওয়ার একটি সুবিধা বলো।

10. 1 cal কত জুল?