সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন ও সমাধান

ক্ষমতা ও শক্তির মধ্যে পার্থক্য নিচে দেওয়া হলো-

শক্তি শুধুমাত্র এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হতে পারে এবং শক্তি রূপান্তরের আগে ও পরে মোট শক্তির পরিমাণ সমান থাকে। প্রকৃতপক্ষে আমরা কোনো নতুন শক্তি সৃষ্টি করতে পারি না, এমনকি শক্তি ধ্বংসও করতে পারি না। অর্থাৎ বিশ্বের সামগ্রিক শক্তির কোনো তারতম্য ঘটে না। এ বিশ্ব সৃষ্টির প্রথম মুহূর্তে যে পরিমাণ শক্তি ছিল, আজও সেই পরিমাণ শক্তি বিদ্যমান। এটাই হলো শক্তির নিত্যতা বা সংরক্ষণশীলতা।

শক্তির সংকট সৃষ্টির কারণগুলো নিম্নরূপ-
১: ক্রমবর্ধমান জনসংখ্যার চাহিদা মেটানোর জন্য অধিক হারে শক্তির প্রয়োজন হচ্ছে।
২. উন্নয়নশীল দেশসমূহ ব্যাপকহারে দালান-কোঠা, রাস্তা-ঘাট, কল-কারখানা ইত্যাদি নির্মাণ করছে এবং যানবাহন ব্যবহার করছে। এসব নির্মাণ কাজে এবং যানবাহন চালানো ও রক্ষণাবেক্ষণে অধিক শক্তি ব্যয় করছে।
৩. মানুষ উন্নত জীবনযাপনের জন্য বিলাসবহুল বাড়িঘর নির্মাণ করে। রেডিও, টিভি, ভিসিআর, কম্পিউটার, শীতাতপ নিয়ন্ত্রিত যন্ত্রপাতি অধিকহারে ব্যবহার করার ফলে শক্তির সংকট বাড়ছে।
৪. মানুষের ব্যবসা-বাণিজ্য, কাজকর্ম ও যোগাযোগ দিন দিন বৃদ্ধি পাচ্ছে। এতে অধিক শক্তি ব্যয় হচ্ছে।
উপরোক্ত কারণসমূহের পিছনে প্রয়োজনীয় শক্তির যোগান দেওয়ার ব্যর্থতা বিদ্যমান যার কারণে শক্তির সংকট তৈরি হয়।

অনবায়নযোগ্য শক্তির সুবিধা মূলত দুটি দিক থেকে পাওয়া যায়। এগুলো হচ্ছে দাম ও প্রাচুর্যতা। বেশির ভাগ যন্ত্রপাতি বা যানবাহন যেগুলো অনবায়নযোগ্য শক্তির সাহায্যে চলে, এদের নবায়নযোগ্য শক্তির সাহায্যে চালাতে অনেক বেশি খরচ লাগে। যেমন, সাধারণ বা প্রাকৃতিক গ‍্যাস বা তেলে কম খরচে এসব যানবাহন বা যন্ত্রপাতি চলে। অপরপক্ষে নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস, যেমন- রিচার্জেবল ব্যাটারি, সৌরশক্তি দ্বারা কোনো যানবাহন চালানো কষ্টসাধ্য ও ব্যয়বহুল। বর্তমানে আমাদের দেশে রিচার্জ করা যায় এমন ব্যাটারির সাহায্যে বিভিন্ন যানবাহন চলছে, যা বেশ ব্যয়বহুল ও শক্তির সংকট তৈরি করে। অপরপক্ষে অনবায়নযোগ্য জ্বালানি সস্তা। এদের অল্প পরিমাণ থেকে বেশি শক্তি পাওয়া যায়, যেমন পারমানবিক চুল্লিতে অল্প ইউরেনিয়াম থেকে অনেক বিদ্যুৎ শক্তি পাওয়া যায়।

কোনো বস্তুর উপর বল প্রয়োগ করে বস্তুটিকে বলের দিকে এক স্থান হতে অন্য স্থানে সরানোকে কাজ বলে। তাহলে কাজ হচ্ছে বল এবং সরণের গুণফল।

আমরা জানি,

কাজ = বল $\times$ সরণ

=5$\times$3

= 15 J

রবিউলের কাজ 15J I

কোনো কাজ করার হারকে ক্ষমতা বলে। মোট কাজকে মোট সময় দিয়ে ভাগ দিলে ক্ষমতা পাওয়া যায়।

ক্ষমতা = কাজ / সময়

ক্ষমতার একক ওয়াট।

বস্তুর কাজ করার সামর্থ্যকে শক্তি বলে। কাজ করার জন্য প্রয়োজন হয় শক্তির। যার যত বেশি শক্তি সে তত বেশি কাজ করতে পারে। শক্তির একক হলো জুল।

বস্তুর গতি বা অবস্থান পরিবর্তনের জন্য বস্তুর মধ্যে সঞ্চিত শক্তিই হচ্ছে যান্ত্রিক শক্তি। যান্ত্রিক শক্তি মূলত গতিশক্তি ও স্থিতিশক্তিকে বোঝায়। চলন্ত গাড়ির শক্তি বা একটি ইট উপরে উঠালে সঞ্চিত শক্তিই হলো যান্ত্রিক শক্তির উদাহরণ।

সকল উদ্ভিদ বা প্রাণীর বেঁচে থাকার জন্য তাপশক্তির প্রয়োজন। কারণ উদ্ভিদ তার প্রয়োজনীয় খাদ্যের জন্য আলোক শক্তি তথা তাপশক্তির উপর নির্ভরশীল। মানবজাতিসহ সমস্ত প্রাণিকুলের কাজ বা চলাফেরা করার জন্য এই তাপশক্তির প্রয়োজন। তাই তাপশক্তি ছাড়া কোনো প্রাণী বা উদ্ভিদ বেঁচে থাকতে পারে না।

৪ টি শক্তির নাম হলো-

১. তাপ শক্তি, ২. চুম্বক শক্তি, ৩. রাসায়নিক শক্তি ও ৪. বিদ্যুৎ শক্তি।

নিচে শব্দ শক্তি ও আলোক শক্তির ২টি করে পার্থক্য হলো-

ঢেঁকি দিয়ে ধান ভাঙ্গার সময় যান্ত্রিক শক্তি শব্দ ও তাপশক্তিতে রূপান্তরিত হয়। ধান ভাঙ্গার সময় ঢেঁকির মধ্যে সঞ্চিত গতিশক্তি ও স্থিতিশক্তির রূপান্তর ঘটে। যার জন্য চাল গরম হয়।

আমরা জানি, সমস্ত শক্তির উৎস হচ্ছে সূর্য। সোলার প্যানেল সূর্যের আলোকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে। সোলার প্যানেল হতে আমরা সূর্যকে কাজে লাগিয়ে সোলার বিদ্যুৎ পেতে পারি।

ওয়াশিং মেশিনে শব্দোত্তর তরঙ্গ দেওয়া হয় যা জমা-কাপড়ের ময়লা দূর করে। এক্ষেত্রে শব্দশক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করা হয়। তাই ওয়াশিং মেশিনে শব্দ শক্তির গুরুত্ব অপরিসীম।

আমরা জানি, শক্তির রূপান্তর ঘটে। শক্তির রূপান্তরের পূর্বে বা পরে মোট শক্তির পরিমাণ সমান থাকে। তাই নতুন কোনো শক্তির উৎপন্ন হয় না এবং শক্তির ক্ষয়ও হয় না। যেমন বৈদ্যুতিক ইস্ত্রিতে বিদ্যুৎ শক্তির রূপান্তর হয়ে তাপশক্তিতে রূপান্তর ঘটে মাত্র।

শক্তির ক্ষয় নেই এমনকি নতুন কোনো শক্তির সৃষ্টিও হয় না। এই মহাবিশ্ব সৃষ্টির সময় যে পরিমাণ শক্তি ছিল, আজও সেই পরিমাণ শক্তি বর্তমান। শক্তি একরূপ হতে অন্যরূপে রূপান্তর ঘটে মাত্র। এটিই শক্তির সংরক্ষণশীলতা।

যে শক্তির উৎসকে বারবার ব্যবহার করা যায় সেই শক্তিকে বলা হয় নবায়নযোগ্য শক্তি। অর্থাৎ কোনো জিনিসকে ব্যবহার করে শক্তি উৎপাদন করে পুনরায় ঐ জিনিসটি দ্বারা শক্তি উৎপাদন করা যায়। যেমন- সৌরশক্তি, বায়োগ্যাস।

নবায়নযোগ্য শক্তির ৪টি উৎসের নাম হলো-
১. বায়োগ্যাস,
২. বায়ুপ্রবাহ,
৩. সৌরশক্তি ও
৪. পানির জোয়ার-ভাটা।

বায়োগ্যাস হলো নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস। এই বায়োগ্যাস ব্যবহার করে শক্তি উৎপাদন করার পরেও আবার সেগুলো হতে পুনরায় শক্তি উৎপাদন করা যায়। বায়োগ্যাসের কাঁচামাল হিসেবে উদ্ভিজ্জ বা প্রাণিজ মিশ্রণ ব্যবহার করা হয়। সাধারণত গরু, শূকর এবং মুরগি হতে প্রাপ্ত বর্জ্য, শস্য, পরিত্যক্ত উদ্ভিদ বায়োগ্যাসের উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা হয়।

সূর্য থেকে যে শক্তি পাওয়া যায় তা মূলত সৌরশক্তি। আমরা জানি, সকল শক্তির উৎস সূর্য। সূর্য হতে উদ্ভিদ বা প্রাণী শক্তি পেয়ে থাকে যা উদ্ভিদ বা প্রাণীর মৃত্যুর পরে তার হারে ঐ শক্তি সঞ্চিত থাকে। জীবাশ্ম জ্বালানী বলতে এই মৃত উদ্ভিদ বা প্রাণীর সঞ্চিত শক্তিকে বুঝায়। তাই জীবাশ্ম জ্বালানীর সঞ্চিত শক্তি মূলত সৌরশক্তি।

নবায়নযোগ্য শক্তির ২টি সুবিধা হলো-
১. নবায়নযোগ্য শক্তি একটি অফুরন্ত শক্তির উৎস। যেমন-সৌরশক্তি।
২. নবায়নযোগ্য শক্তি পরিবেশবান্ধব, কারণ এরা বায়ুতে কার্বন ডাইঅক্সাইড বাড়ায় না।

নবায়নযোগ্য শক্তির ২টি অসুবিধা হলো-
১. সৌর, বায়ু ও পানির স্রোত থেকে উৎপন্ন নবায়নযোগ্য শক্তি অনেক ব্যয়বহুল।
২. বায়োগ্যাস প্লান্ট হতে যে গ্যাস পাওয়া যায় তা প্রাকৃতিক গ্যাসের কূপ হতে প্রাপ্ত গ্যাসের তুলনায় অনেক কম।

যে শক্তির উৎসকে একবার ব্যবহার করে শক্তি উৎপাদন করা হয় তাকে অনবায়নযোগ্য শক্তি বলে। এটি হলো প্রাকৃতিক সম্পদ, যা ব্যবহার করার পর পুনরায় উৎপন্ন করা যায় না। যেমন- কয়লা, তেল, প্রাকৃতিক গ্যাস হলো অনবায়নযোগ্য শক্তির উৎস।

অনবায়নযোগ্য শক্তির ২টি সীমবদ্ধতা হলো-
১. এটি অনবায়নযোগ্য ও দ্রুত ফুরিয়ে যায়।
২. পরিবেশকে অতিমাত্রায় দূষিত করে। এদের দহনে কার্বন ডাই অক্সাইড বাতাসে ছড়ায় যা গ্লোবাল ওয়াশিং তৈরি করে।

অনবায়নযোগ্য শক্তির ২টি সুবিধা নিচে দেওয়া হলো-
১. এটি দামে সস্তা।
২. এদেরকে অল্পপরিমাণ ব্যবহার করে বেশি শক্তি পাওয়া যায়। যেমন- ইউরেনিয়াম হতে অনেক বিদ্যুৎশক্তি পাওয়া যায়।

নবায়নযোগ্য ও অনবায়নযোগ্য শক্তির ২টি পার্থক্য হলো-

শক্তির ব্যবহারগুলো হলো-
১. দালানকোঠা, রাস্তাঘাট, কলকারখানা ইত্যাদি নির্মাণ কাজে শক্তির প্রয়োজন হয়।
২. যানবাহন চালানো ও রক্ষণাবেক্ষণের ক্ষেত্রে শক্তির প্রয়োজন হয়।
৩. রেডিও, টিভি, ভিসিআর, কম্পিউটার, শীতাতপ নিয়ন্ত্রিত যন্ত্রপাতি ইত্যাদি ব্যবহারের ক্ষেত্রে শক্তির প্রয়োজন হয়।

মানব জীবন ধারণে ও উন্নয়নমূলক কর্মকাণ্ডের জন্য যা কিছু করা হয় তাতেই শক্তির প্রয়োজন হয়। বর্তমানে ক্রমবর্ধমান জনসংখ্যার চাহিদা মেটানোর জন্য অধিক হারে শক্তির প্রয়োজন হচ্ছে। যার জন্য শক্তির সংকট সৃষ্টি হচ্ছে।

ক্রমবর্ধমান বিশ্বের শক্তির বিকল্প হতে পারে নবায়নযোগ্য শক্তি। সৌরশক্তি, সমুদ্রস্রোত ও বায়ুশক্তি যা শক্তির বিকল্প উৎস হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে। এসব শক্তি ব্যবহার করে শক্তির সংকট দূর করা কিছুটা সম্ভব।

শক্তির বিকল্প উৎস হিসেবে বায়োগ্যাস উৎপাদনের মাধ্যমে সুদূর পল্লি অঞ্চলে জীবাশ্ম জ্বালানি ছাড়াও বাতি ও টিভি চালানোর মতো বিদ্যুতের ব্যবস্থা করা যায়। এছাড়া এটির মাধ্যমে প্রাকৃতিক  বনজসম্পদের উপর চাপ কমানো, পরিবেশের ভারসাম্য বজায় রাখা এবং জমির উর্বরতা সংরক্ষণের পাশাপাশি অধিক ফসল ফলানো সম্ভব। এ কারণে শক্তির বিকল্প উৎস হিসেবে বায়োগ্যাসের গুরুত্ব অপরিসীম।

প্রতি বছর রান্নাবান্নার কাজে প্রচুর জ্বালানি শক্তি ব্যয় হচ্ছে। এই জ্বালানি শক্তির অধিকাংশ আসে, কাঠ, খড়কুটা, নাড়া, শুকনো গোবর ইত্যাদি থেকে। এগুলো ব্যবহারের ফলে দেশের বনজসম্পদ কমছে, মাটি উর্বরতা হারাচ্ছে এবং পরিবেশ বিপন্ন হচ্ছে। আমাদের দেশে জনসংখ্যা বৃদ্ধির হার বেশি। ফলে আগামী দিনে বর্ধিত জনসংখ্যার জ্বালানি চাহিদা পূরণে আমাদেরকে হিমশিম খেতে হবে।

শক্তির সাশ্রয়ী ব্যবহারের ২টি পদক্ষেপ হলো-
১. অপ্রয়োজনে যানবাহনের ইঞ্জিন চালু না করা।
২. শক্তিকে ব্যক্তিগত সম্পদ চিন্তা না করে সমষ্টিগত সম্পদ বিবেচনা করার মানসিকতা সৃষ্টি।

কাজ হলো বল ও বস্তু কর্তৃক বলের দিকে অতিক্রান্ত দূরত্বের গুণফল।

কাজের সাথে সম্পর্কিত বিষয় দুটি হলো বল ও সরণ।

বিজ্ঞানের ভাষায় কাজ হলো বল ও বস্তু কর্তৃক বলের দিকে অতিক্রান্ত দূরত্বের গুণফল।

কাজের এক হলো জুল।

কোনো ব্যক্তি বা বস্তুর কাজ করার হার অর্থাৎ একক সময়ে কৃতকাজই ক্ষমতা।

ক্ষমতার একক জুল/সেকেন্ড বা ওয়াট।

ক্ষমতা নির্ণয়ের সূত্রটি হলো- ক্ষমতা = মোট কাজ / সময়

কাজ করার সামর্থ্যই হলো শক্তি।

শক্তির রূপ আটটি।

শক্তির এক রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তনই শক্তির রূপান্তর।

গরু, ছাগল, ঘোড়া ও মহিষের বিষ্ঠার সাথে কিছু কিছু গাছ-পালা ও লতা-পাতা মিশিয়ে পচিয়ে যে গ্যাস উৎপন্ন করে জ্বালানি হিসেবে ব্যবহার করা হয় তাই বায়োগ্যাস।

সূর্য থেকে যে শক্তি পাওয়া যায় তাই সৌর শক্তি।

যে শক্তিকে একবার ব্যবহার করলে পুনরায় ব্যবহারের উপযোগিতা হারায় তাকে অনবায়নযোগ্য শক্তি বলে।

শক্তির অতি পরিচিত উৎস কয়লা, খনিজ তেল ও প্রাকৃতিক গ্যাসই জীবাশ্ম জ্বালানি।

অনবায়নযোগ্য জ্বালানির দহনে কার্বন ডাইঅক্সাইড বাতাসে ছড়ায় ফলে পরিবেশের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। একে গ্লোবাল ওয়ার্মিং বলে।

নিচে কাজ ও ক্ষমতার মধ্যে পার্থক্য হলো-

খাদ্যে বা জ্বালানিতে যে শক্তি জমা থাকে তাকে রাসায়নিক শক্তি বলে। আমাদের দেহ খাদ্য থেকেই এ শক্তি পায়। কাঠ, কয়লা, গ্যাস, পেট্রোল প্রত্যেকেরই রাসায়নিক শক্তি আছে।

শক্তির এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হওয়াকে শক্তির রূপান্তর বলে। শক্তির প্রকৃতপক্ষে কোনো সৃষ্টি বা ধ্বংস নেই। শক্তি কেবল এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হতে পারে। যেমন-ফ্যানের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত করা হলে ফ্যানটি ঘুরতে থাকে। এতে বিদ্যুৎ শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

শক্তি এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হওয়ার সময় এর সামান্য কিছু অংশ এমনভাবে রূপান্তরিত হয়, যা কোনো কাজে আসে না। শক্তির এ অকার্যকর রূপান্তরকে শক্তির অপচয় বলে। উদাহরণ হিসেবে বলা যায়, যখন বৈদ্যুতিক বাতি জ্বলে তখন বিদ্যুৎ শক্তি আলোক শক্তিতে রূপান্তরিত হয় যা আমাদের কাজে লাগে। পাশাপাশি বৈদ্যুতিক শক্তির কিছু অংশ তাপ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়, যা বৈদ্যুতিক বাতিকে গরম করে। কিন্তু তা আমাদের কোনো কাজে আসে না। এটিই শক্তির অপচয়।

নবায়নযোগ্য কথাটির অর্থ হচ্ছে যা কিছু নবায়ন করা যায়। নবায়নযোগ্য শক্তি, বলতে এমন ধরনের শক্তি বুঝায়, যা নিঃশেষ হওয়ার কোনো সম্ভাবনা নেই বরং বারবার ব্যবহার উপযোগী করে তোলা যায়। সৌরশক্তি এক ধরনের নবায়নযোগ্য শক্তি কারণ এ শক্তির নিঃশেষ হওয়ার কোনো সম্ভাবনা নেই।

প্রাকৃতিক গ্যাসের পরিমাণ সীমিত এবং একে একস্থান থেকে অন্যস্থানে সরবরাহ করতে প্রচুর খরচ হয়। অপরদিকে বায়োগ্যাস প্লান্ট তৈরি করা খুবই সহজ ব্যাপার। বায়োগ্যাসের উপাদানগুলোও খুবই. সহজলভ্য। এ গ্যাস প্রাকৃতিক গ্যাসের তুলনায় পরিবেশ বান্ধব। তাই ভবিষ্যৎ সংকট মোকাবেলায় বায়োগ্যাসের উৎপাদন খুবই জরুরি বিষয়।