পানিকে পরিবেশের তুলনায় আরো ঠান্ডা করতে বহিঃস্থ শক্তির প্রয়োজন। নিচের কোন সূত্র এ ঘটনার সাথে সম্পর্কিত?

Updated: 1 year ago
  • তাপ গতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্র
  • তাপ গতিবিদ্যার প্রথম সূত্র
  • তাপ গতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র
  • নিউটনের শীতলীকরণ সূত্র
222
ব্যাখ্যাঃ

পানিকে পরিবেশের তুলনায় আরও ঠান্ডা করতে বহিঃস্থ শক্তির প্রয়োজন হয়। এটি তাপ গতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের মূল প্রতিপাদ্য বিষয়। তাপ গতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র অনুসারে, তাপশক্তি স্বতঃস্ফূর্তভাবে (spontaneously) কোনো ঠান্ডা বস্তু থেকে গরম বস্তুতে প্রবাহিত হতে পারে না। এই ধরনের প্রবাহ ঘটানোর জন্য অবশ্যই বাইরে থেকে কাজ (external work) সম্পন্ন করতে হবে, যেমনটি রেফ্রিজারেটর বা এয়ার কন্ডিশনারে ঘটে।

        
  • তাপ গতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র: এই সূত্রটি তাপ প্রবাহের দিক এবং শক্তি রূপান্তরের সীমাবদ্ধতা ব্যাখ্যা করে। এর কেলভিন-প্ল্যাঙ্ক বিবৃতি অনুসারে, এমন কোনো যন্ত্র তৈরি করা সম্ভব নয় যা তাপ উৎস থেকে তাপ শোষণ করে সম্পূর্ণরূপে কাজে রূপান্তর করবে এবং এর ফলস্বরূপ অন্য কোনো পরিবর্তন হবে না। ক্লসিয়াস বিবৃতি অনুসারে, স্বতঃস্ফূর্তভাবে কোনো ঠান্ডা বস্তু থেকে গরম বস্তুতে তাপ সঞ্চালন সম্ভব নয়, যদি না বাইরে থেকে কোনো কাজ করা হয়। প্রদত্ত প্রশ্নটি ক্লসিয়াসের বিবৃতির সাথে সরাসরি সম্পর্কিত।
  •     
  • তাপ গতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্র: এই সূত্রটি তাপীয় সাম্যাবস্থা (thermal equilibrium) নিয়ে কাজ করে। এটি বলে যে, যদি দুটি বস্তু তৃতীয় একটি বস্তুর সাথে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকে, তবে তারা নিজেরাও পরস্পরের সাথে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকবে। এটি প্রশ্নোক্ত ঘটনার সাথে সরাসরি সম্পর্কিত নয়।
  •     
  • তাপ গতিবিদ্যার প্রথম সূত্র: এই সূত্রটি শক্তির নিত্যতা সূত্র (conservation of energy) নিয়ে কাজ করে। এটি বলে যে, শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস করা যায় না, শুধু এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হয়। যদিও ঠান্ডা করার প্রক্রিয়ায় শক্তির রূপান্তর ঘটে, তবে তাপ স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঠান্ডা থেকে গরমে না যাওয়ার বিষয়টি এই সূত্রের দ্বারা সরাসরি ব্যাখ্যা করা যায় না, বরং এটি দ্বিতীয় সূত্রের একটি মূল ধারণা।
  •     
  • নিউটনের শীতলীকরণ সূত্র: এই সূত্রটি কোনো বস্তুর তাপমাত্রা হ্রাস পাওয়ার হার (rate of cooling) নিয়ে আলোচনা করে। এটি বলে যে, কোনো বস্তুর তাপ হারানোর হার বস্তু ও পারিপার্শ্বিকের তাপমাত্রার পার্থক্যের সমানুপাতিক। এটি শীতলীকরণের প্রক্রিয়া বর্ণনা করে, কিন্তু পরিবেশের চেয়ে ঠান্ডা করতে বহিঃস্থ শক্তির প্রয়োজনীয়তার মূল কারণ ব্যাখ্যা করে না।

সুতরাং, পানিকে পরিবেশের তুলনায় আরও ঠান্ডা করতে বহিঃস্থ শক্তির প্রয়োজনীয়তা তাপ গতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের মূল ধারণা।

Satt AI
Satt AI
1 month ago

নানা রকম শক্তির মধ্যে তাপশক্তির একটা বিশেষত্ব এই যে, অন্য সব রকম শক্তি বেশ সহজেই এবং অনেক সময় স্বতঃস্ফূর্তভাবেই তাপে পরিণত হয়। যেমন পাহাড় থেকে পানি যখন প্রচণ্ড বেগে নিচে নামে তখন এর গতিশক্তি আপনা থেকেই তাপে রূপান্তরিত হয় কিন্তু তাপ সহজে অন্য শক্তিতে রূপান্তরিত হতে চায় না। তাপশক্তিকে অন্যান্য শক্তিতে রূপান্তরের জন্য যন্ত্রের প্রয়োজন। এই যন্ত্রই তাপ ইঞ্জিন। কার্নো তাপ ইঞ্জিনের ওপর ব্যাপক গবেষণা চালিয়ে সিদ্ধান্তে আসেন—ইঞ্জিন ছাড়া তাপের রূপাত্তর সম্ভব নয় এবং তাপকে সম্পূর্ণভাবে কাজে রূপান্তরিত করাও অসম্ভব। 

প্লাঙ্ক, ব্লসিয়াস, কেলভিন প্রমুখ বিজ্ঞানী নানা পরীক্ষা-নিরীক্ষার সাহায্যে কার্নোর পরীক্ষালব্ধ অভিজ্ঞতাকে বিভিন্নভাবে সূত্রাকারে প্রকাশ করেছেন যা তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র নামে পরিচিত।

কার্নোর বিবৃতি : 

  কোনো নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপশক্তিকে সম্পূর্ণরূপে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরে সক্ষম এমন যন্ত্র নির্মাণ সম্ভব নয়।

প্ল্যাঙ্কের বিবৃতি : 

  এমন কোনো ইঞ্জিন তৈরি করা সম্ভব নয়, যেটা কোনো বস্তু থেকে তাপ গ্রহণ করে অবিরামভাবে কাজে পরিণত করবে অথচ পরিবেশের কোনো পরিবর্তন হবে না।

ক্লসিয়াসের বিবৃতি :

  বাইরের শক্তির সাহায্য ছাড়া কোনো স্বয়ংক্রিয় যন্ত্রের পক্ষে নিম্ন উষ্ণতার বন্ধু হতে উচ্চতর উষ্ণতার বস্তুতে তাপের স্থানান্তর করা সম্ভব নয় । কেলভিনের বিবৃতি : কোনো বস্তুকে এর পরিপার্শ্বের শীতলতম অংশ হতে অধিকতর শীতল করে শক্তির অবিরাম সরবরাহ পাওয়া সম্ভব নয়।

দ্বিতীয় সূত্রের গুণগত ধারণা : 

তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র থেকে আমরা জেনেছি যে, বিভিন্ন রকমের শক্তির মধ্যে রূপান্তর সম্ভব এবং কোনো শক্তির বিলোপ ঘটলে সমপরিমাণে অপর শক্তির আবির্ভাব ঘটবেই— অর্থাৎ শক্তির বিনাশ নেই । তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র প্রকৃতপক্ষে শক্তির নিত্যতা সূত্রেরই একটা বিশেষ রূপ। কিন্তু কোন্ বস্তু থেকে শক্তির রূপান্তর কোন্ দিকে হবে বা আদৌ শক্তির রূপান্তর হবে কিনা এই সূত্র থেকে তা আমরা জানতে পারি না। যেমন এক কিলোগ্রাম ভরের এক টুকরো বরফ বাইরে রেখে দিলে পরিবেশ থেকে 3.36 x 105 J তাপশক্তি বরফে এসে বরফকে পানিতে পরিণত করবে। এখানে বরফ যে পরিমাণ তাপশক্তি পাবে পরিবেশ ঠিক সেই পরিমাণ তাপশক্তি হারাবে। কিন্তু এক কিলোগ্রাম পানি যদি আমরা বাইরে রেখে দেই তাহলে ঐ পানি আপনাআপনি 3.36 x 105 J তাপশক্তি পরিবেশকে প্রদান করে বরফে পরিণত হবে না, যদিও তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র এমন পরিবর্তনকে বাধা দেয় না, কারণ শক্তির নিত্যতা সূত্র এক্ষেত্রে ব্যাহত হচ্ছে না ।

তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র থেকে আমরা জানি একটা বস্তু বা সিস্টেম যতটা তাপ হারাবে অপর সিস্টেম ঠিক সেই পরিমাণ তাপ গ্রহণ করবে। কিন্তু সেই তাপ কোন্ সিস্টেম পাবে বা হারাবে তা প্রথম সূত্র থেকে জানা যায় না। তাপের প্রবাহের দিক জানতে হলে সিস্টেম দুটির তাপমাত্রা জানা একান্ত প্রয়োজন। তাপ সর্বদা উচ্চতর তাপমাত্রার বস্তু থেকে নিম্নতর তাপমাত্রার বস্তুর দিকে স্বাভাবিকভাবেই প্রবাহিত হবে। এর বিপরীত কখনো স্বতঃস্ফূর্তভাবে হবে না। ঠাণ্ডা কোনো সিস্টেম থেকে তাপ আপনাআপনি বেরিয়ে গিয়ে অপর একটি উষ্ণ সিস্টেমে প্রবেশ করবে না। উষ্ণ সিস্টেমের চেয়ে শীতল সিস্টেমের তাপশক্তির পরিমাণ বেশি থাকলেও এমনটি হবে না। এটাই প্রকৃতির নিয়ম। কোনো নিম্নতর তাপমাত্রার সিস্টেম থেকে তাপ বের করে আনতে হলে তার জন্য আমাদের যান্ত্রিক শক্তি ব্যয় করতে হয়।

দুটি সিস্টেমের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য থাকলেই কেবলমাত্র উষ্ণতর সিস্টেম থেকে শীতল সিস্টেমে স্বতঃস্ফূর্তভাবে তাপশক্তি প্রবাহিত হবে। এই তাপশক্তির স্বতঃস্ফূর্ত প্রবাহ ততক্ষণই চলবে যতক্ষণ এদের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য বজায় থাকবে।

সিস্টেম দুটির তাপমাত্রা এক হয়ে গেলে তাপের আদান প্রদানও বন্ধ হয়ে যাবে। দুটি সিস্টেমের মধ্যে তাপের আদান প্রদান বন্ধ হয়ে গেলে আমরা বলি সিস্টেম দুটি তাপীয় সমতা বা সাম্যাবস্থা প্রাপ্ত হয়েছে। সুতরাং দেখা যাচ্ছে যে, স্বতঃস্ফূর্ত পরিবর্তনগুলো সব একমুখী এবং সাম্যাবস্থায় না আসা পর্যন্ত তা অব্যাহত থাকে। প্রকৃতিতে শক্তির রূপান্তরের দিক নিয়ে যে অভিজ্ঞতা তা থেকেই তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের উদ্ভব। কোন শক্তি কোন দিকে বা কতখানি রূপান্তরিত হবে বা কী অবস্থায় সেটি হচ্ছে তাই দ্বিতীয় সূত্রের প্রতিপাদ্য বিষয়।

Related Question

View All
  • প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া
  • অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া
  • রুদ্ধ তাপীয় প্রক্রিয়া
  • সমোষ্ণ প্রক্রিয়া
34
শিক্ষকদের জন্য বিশেষভাবে তৈরি

১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন
অনলাইন পরীক্ষা তৈরির সফটওয়্যার!

শুধু প্রশ্ন সিলেক্ট করুন — প্রশ্নপত্র অটোমেটিক তৈরি!

প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
এখনই শুরু করুন ডেমো দেখুন
৫০,০০০+
শিক্ষক
৩০ লক্ষ+
প্রশ্নপত্র
মাত্র ১৫ পয়সায় প্রশ্নপত্র
১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন তৈরি করুন আজই

Complete Exam
Preparation

Learn, practice, analyse and improve

1M+ downloads
4.6 · 8k+ Reviews

Question Analytics

মোট উত্তরদাতা

জন

সঠিক
ভুল
উত্তর নেই