পদার্থ বিজ্ঞান

তাপ ও তাপমাত্রা

১. তাপ (Heat)

তাপ হলো এমন একটি শক্তি যা এক বস্তু থেকে আরেক বস্তুর মধ্যে স্থানান্তরিত হয় তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে।

• ইউনিট: তাপের একক হলো জুল (J)। ১ ক্যালোরি = ৪.২ জুল।
• ব্যাখ্যা: কোনো বস্তুতে তাপ প্রবেশ করলে তার তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় বা অবস্থা পরিবর্তন হয়।

২. তাপমাত্রা (Temperature)

তাপমাত্রা হলো একটি পরিমাপ যা নির্দেশ করে কোনো বস্তুর কতটা উষ্ণ বা শীতল।

• ইউনিট: কেলভিন (K), সেলসিয়াস (°C), এবং ফারেনহাইট (°F)।
• সংশ্লিষ্ট বিন্দু:
  • শূন্য ডিগ্রি সেলসিয়াস = ৩২°F = ২৭৩ K
  • পানির ফুটন্ত বিন্দু: ১০০°C = ২১২°F = ৩৭৩ K।

৩. তাপমাত্রার স্কেলগুলোর সম্পর্ক

তিনটি স্কেলের মধ্যে সম্পর্ক:

$$\frac{C}{5} = \frac{F-32}{9} = \frac{K-273}{5}$$

৪. তাপ ধারণক্ষমতা (Heat Capacity)

কোনো বস্তুর তাপমাত্রা ১ K বাড়াতে যে পরিমাণ তাপ প্রয়োজন হয় তাকে তাপ ধারণক্ষমতা বলা হয়।

$$C = \frac{Q}{\Delta \theta}$$

ইউনিট: J/K

৫. বিশিষ্ট তাপ (Specific Heat)

১ কেজি ভরের একটি বস্তুতে তাপমাত্রা ১ K বাড়াতে যে পরিমাণ তাপ প্রয়োজন হয়, তাকে বিশিষ্ট তাপ বলা হয়।

$$S = \frac{Q}{m \Delta \theta}$$

ইউনিট: J/(kg·K)

৬. তাপমাত্রা বৃদ্ধি ও বস্তু সম্প্রসারণ

তাপ প্রয়োগে পদার্থের দৈর্ঘ্য, ক্ষেত্রফল এবং আয়তন বাড়ে। এটির জন্য তিন ধরনের গুণাঙ্ক নির্ধারণ করা হয়:

• রৈখিক সম্প্রসারণ গুণাঙ্ক ($\alpha$)
• তল সম্প্রসারণ গুণাঙ্ক ($\beta$)
• আয়তন সম্প্রসারণ গুণাঙ্ক ($\gamma$)

৭. তাপমাত্রার মৌলিক নীতি (Principle of Heat Exchange)

যখন দুটি বস্তু তাপ বিনিময় করে, তখন উষ্ণ বস্তু তাপ হারায় এবং শীতল বস্তু সেই তাপ শোষণ করে।

$$\text{তাপ হারানো = তাপ শোষণ করা}$$

৮. বাষ্পীভবন (Vaporization)

যখন কোনো তরল তাপ শোষণ করে এবং বাষ্পে পরিণত হয়, এই প্রক্রিয়াকে বাষ্পীভবন বলে।

• সাধারণ উদাহরণ: পানি ১০০°C তাপমাত্রায় বাষ্পে পরিণত হয়।

সংক্ষেপে:

• তাপ শক্তি স্থানান্তরের মাধ্যমে তাপমাত্রা পরিবর্তন করে।
• তাপমাত্রা বস্তু উষ্ণতার পরিমাপ।
• বস্তু সম্প্রসারণ তাপের প্রভাব।
• তাপের মৌলিক নীতি তাপের বিনিময়ের উপর নির্ভর করে।