একক ক্ষেত্রফলের উপর প্রযুক্ত বলকে চাপ বলে
চাপের একক Nm-2 বা Pa
চাপের মাত্রা ML-1 T-2
চাপ স্কেলার রাশি
100 N বল 0.01m2 ক্ষেত্রের উপর প্রযুক্ত হলে চাপ 10000Nm-2
ক্ষেত্রফল 200 cm2
প্রযুক্ত বল স্থির থাকলে ক্ষেত্রফল যত কম হয় চাপ তত বেশি হবে
ক্ষেত্রফল 20m2
50 N পরিমাণ বল প্রয়োগ করতে হবে
চাপ 2.45104 Pa
পেরেকের সূঁচালো মুখের ক্ষেত্রফল খুব কম
বল পাওয়া যায়
ক্ষেত্রফল খুবই কম
চাপ দ্বিগুণ হবে
দিকের উপর নির্ভর করে না
চাপ কমে যায়
একক আয়তনে ভরের পরিমাণকে ঘনত্ব বলে
চাপের একক পাওয়া যায়
ঘনত্বের একক kg m³
ঘনত্বের মাত্রা সমীকরণ [ML-3]
বাতাসের ঘনত্ব 0.00127 gm/cc
ঘনত্ব স্কেলার রাশি
বস্তুর ঘনত্ব উপাদান এবং তাপমাত্রা উপর নির্ভরশীল
তাপমাত্রা বাড়লে পদার্থের ঘনত্ব হ্রাস পায়
সোনার ঘনত্ব 19300 kg m-3
লোহার ঘনত্ব 7.80 gm/cc
বরফের ঘনত্ব 920 kg m-3
সালফিউরিক এসিডের ঘনত্ব থেকে
নিউক্লিয়াসের ঘনত্ব
1 cc সমান
4 °C তাপমাত্রায় পানির ঘনত্ব সবচেয়ে বেশি
পরমাণুর ব্যাসার্ধ নিউক্লিয়াসের ব্যাসার্সের গুণ
গ্লিসারিনের ঘনত্ব 12.60 gm cc-1
কোরোসিনের ঘনত্ব পানির ঘনত্বের ০.৪ গুণ
জর্ডানের ডেড সীতে মানুষ ভেসে থাকে
সমুদ্রের পানির ঘনত্ব
তরলের ঘনত্ব 1250 kg m-3
বস্তুটির ঘনত্ব 700 kg m-3
বস্তুটির ঘনত্ব 20 kg m-3
আয়তন লিটার
ইলেকট্রনের ভর প্রোটনের ভরের গুণ
পচা ডিমের ঘনত্ব পানির ঘনত্ব অপেক্ষা কম
প্রোটনের 'ভর ইলেকট্রনের ভরের 1800 গুণ
কোনো জিনিসের ভর আসলে নিউক্লিয়াসের ভর
নিউক্লিয়াসকে ঘিরে ইলেকট্রন ঘুরতে থাকে
চুলোর আগুনে পানি গরম হয় পরিচলন পরিচলন পদ্ধতিতে
বেলুনে বাতাস অপেক্ষা হালকা গ্যাস ভর্তি করলে বেলুন উপরে উঠবে
স্থির তরলের মধ্যে কোনো বিন্দুতে চাপ P সমান hg
তরলের ঘনত্ব ও বিন্দুর গভীরতা উপর নির্ভর করে
সমানুপাতিক
তরলের ঘনত্ব যত বেশি চাপ তত বেশি
গভীরতা বাড়লে চাপ বাড়ে
10 m গভীরতায় বাতাসের চাপের সমপরিমাণ চাপ বেড়ে যায়
পুকুরের গভীরতা 3 m হলে তলদেশে চাপ 29400 Pa
210 atm চাপ সহ্য করে
গ্রীক দেশের দার্শনিক
যে পদার্থ প্রবাহিত হয় তাকে প্রবাহী বলে
প্লবতার একক নিউটন
প্লবতা 3800 N
পানির প্লবতা 49 N
তরল বা গ্যাসে নিমজ্জিত বস্তুর প্লবতা নিমজ্জিত বস্তুর ওজনের আপাত হ্রাসের সমান- তত্ত্বটি আর্কিমিডিসের
কোনো বস্তুকে স্থির তরলে নিমজ্জিত করলে বস্তু উপরের দিকে যে লব্ধি বল অনুভব করে তাকে প্লবতা বলে
বন্ধু ডুবে যাবে
বন্ধুর প্লবতা উপরের দিকে ক্রিয়া করে
২টি বল ক্রিয়া করে
বিজ্ঞানী প্যাসকেল চাপের সঞ্চালন সূত্র প্রদান করেন
প্যাসকেলের সূত্র ব্যাখ্যা করে
প্যাসকেলের সূত্র তরল ও বায়বীয় পদার্থ পদার্থের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য
অক্সিজেনকে চাপ দিলে ঘনত্ব বেড়ে যায়
মানুষের দেহে রক্তের চাপ অপেক্ষা বাতাসের চাপ কম
পৃথিবী পৃষ্ঠে বাতাসের চাপ 105 Nm-2
1.5 105 N
উচ্চতার সাথে বাতাসের ঘনত্বে কমে যায়
এভারেস্টের চূড়ার উচ্চতা 29029 ft বা 8848 m
এভারেস্ট পর্বতশৃঙ্গের উপর বায়ুমন্ডলীয় পারদ চাপ 22.8 cm
বায়ুমন্ডলীয় চাপ 336 mm Hg হবে
শূন্যস্থানের উচ্চতা 24 cm হবে
পানির ঘনত্ব পারদের ঘনত্বের 13.6 গুণ
সমুদ্র সমতলে বায়ুর সাধারণ চাপ 76 cm পারদ চাপ
পানি সর্বোচ্চ 10.2 m উচ্চতায় উঠানো যায়
35%
পানির আণবিক ভর 18
নাইট্রোজেনের পারমাণবিক ভর 14
বায়ুর চাপ পরিমাপক যন্ত্রের নাম ব্যারোমিটার
বাতাসের ঘনত্ব হ্রাসের সাথে চাপের হ্রাস পায়
1 প্যাসকেল = 1 Nm-2
স্থিতিস্থাপতা
পীড়ন ও বিকৃতির অনুপাতকে ইয়ং মডুলাস বলে
সমানুপাতিক
পীড়ন, বিকৃতির সম্পর্কযুক্ত ধ্রুবক স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক
Nm-2
Nm-2
বিকৃতির একক নেই
রবার্ট হুক সূত্র
ইয়াংস মডুলাসের সাথে পদার্থের দৈর্ঘ্য পরিবর্তনের সম্পর্ক ব্যস্তানুপাতিক
আয়তনীয় গুণাঙ্কের অপর নাম বাল্ক মডুলাস
বাল্ক মডুলাসের একক প্যাসকেল
লোহার ইয়াংস মডুলাস কাঠের 20 গুণ
হীরার ইয়াংস মডুলাস 1220 GPa
109 Pa
প্লাজমা অবস্থায়
তিনটি অবস্থায় থাকতে পারে
প্রোটন তৈরি হয়েছে কোয়ার্ক দিয়ে
পদার্থের সবচেয়ে ছোট একক অণু
ইলেকট্রন তৈরি হয়েছে স্ট্রিং দিয়ে
পদার্থের ধর্ম সাধারণত অণুতে বজায় থাকে
গ্যাসীয় পদার্থের অণুগুলোর মধ্যে ফাঁকা থাকে
কঠিন পদার্থের অণুগুলো নিজ স্থানে দৃঢ় থাকে
বরফে তিনটি অবস্থা একই সাথে বিদ্যমান
আণবিক তত্ত্বের মূল বিষয়
পদার্থের অণুগুলো সর্বদাই গতিশীল
আণবিক গতিতত্ত্ব সাহায্যে ব্যাখ্যা করা যায়
প্লাজমা
গ্যাসকে অতিরিক্ত তাপ দিলে প্লাজমা পরিণত হয়
প্লাজমার তাপমাত্রা কয়েক হাজার ডিগ্রি সেলসিয়াস
প্লাজমা উৎপন্ন হয়
চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহৃত হয়
বজ্রপাতের বিজলির আলো প্লাজমা
সম্মিলিত চার্জ শূন্য
ফিউশন পদ্ধতি ব্যবহৃত
ধাতু কাটতে
সমপরিমাণ পানি বরফে পরিণত হলে তার আয়তন বেড়ে যায়, ফলে পানি অপেক্ষা বরফের ঘনত্ব কমে যায়। এক গ্লাস পানিতে এক টুকরা বরফ ভেসে থাকার সময় পানির মধ্যে বরফটি তার আয়তনের চেয়ে কম আয়তনের জায়গা দখল করে। তাই বরফটি সম্পূর্ণ গলে পানিতে পরিণত হলেও পানিতে পূর্বের আয়তনের সমান জায়গা দখল করে। তাই, পানিতে ভাসমান বরফের টুকরাটি সম্পূর্ণ পলে পানিতে পরিণত হলেও গ্লাসের পানির উচ্চতা সমান থাকবে।
সাধুরা পেরেকের বিছানায় শুয়ে থাকতে পারে, কারণ তখন তাদের শরীর কর্তৃক প্রযুক্ত বল তথা ওজন, একাধিক পেরেকের একাধিক তলের ক্ষেত্রফলের উপর বণ্টিত হয়। ফলে প্রতিটি পেরেকের ক্ষেত্রে একক ক্ষেত্রফলের তুলনামূলক কম বল অনুভূত হয়। অতএব, একইভাবে আমিও পেরেকের বিছানায় শুয়ে থাকতে সক্ষম হব।
টরিসেলির পারদের তৈরি ব্যারোমিটারের কাচ নলটি সোজা না হয়ে আঁকাবাঁকা হলেও একই কাজ করবে। কারণ, টরিসেলির ব্যারোমিটারের কাচনলটি সোজা থাকাকালীন পারদটি 76 cm পর্যন্ত উচ্চতায় উঠে। এখানে পারদ কর্তৃক প্রযুক্ত চাপ তার উচ্চতার উপর নির্ভরশীল। কাচনলটি আঁকাবাঁকা হলেও পারদটি কাচনলে 76 cm পর্যন্ত উচ্চতায় উঠবে। অতএব, তখনও ব্যারোমিটারটি পূর্বের মতো কাজ করবে।
মনে করি, A ক্ষেত্রফলের উপর ক্রিয়ারত লম্বভাবে প্রযুক্ত বল F
তাহলে চাপ,
এটিই বল, চাপ ও ক্ষেত্রফলের সম্পর্ক।
কোনো বস্তুর একক আয়তনের ভরকে তার উপাদানের ঘনত্ব বলে। ঘনত্বের একক kg m-3
বায়ুমণ্ডল তার ওজনের জন্য ভূ-পৃষ্ঠে প্রতি একক ক্ষেত্রফলে লম্বভাবে যে পরিমাণ বল প্রয়োগ করে তাকে ঐ স্থানের বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বলে।
টরসেলির শূন্য স্থান প্রকৃতপক্ষে শূন্য নয়। এখানে সামান্য পারদ বাষ্প থাকে। যদিও বায়ুর চাপ পরিমাপন যন্ত্র ব্যারোমিটারের কাচনলে যে পারদস্তন্ড দাঁড়িয়ে থাকে তার উপর নলের বন্ধ প্রান্ত পর্যন্ত স্থান শূন্য ধরা হয়, যা আপাতদৃষ্টিতে শূন্য বলে মনে হয়।
তরলের চাপ ও উচ্চতার মধ্যে সম্পর্ক পাশে লেখচিত্রের সাহায্যে দেখানো হলো:
নিচের লেখ চিত্র থেকে দেখা যায় যে, ভূ-পৃষ্ঠ থেকে যতই উপরে উঠা যায় ততো বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কম।
কোনো বস্তুর একক ক্ষেত্রফলের উপর লম্বভাবে প্রযুক্ত বলকে চাপ বলে। চাপ একটি স্কেলার রাশি। চাপের একক প্যাসকেল (Pa) এবং মাত্রা ML-1T2
আমরা জানি, চাপ = বল/ক্ষেত্রফল
এখানে, বলের একক নিউটন (N) এবং ক্ষেত্রফলের একক মিটার2 (m2)
সুতরাং চাপের একক= নিউটন (N)/মিটার2 (m2)
=Nm-2
=Pa (প্যাসকেল)
আমরা জানি, চাপ=বল/ক্ষেত্রফল=ভর ত্বরণ/দৈর্ঘ্য2
=ভর বেগ/দৈর্ঘ্য2 সময়
=ভর/ দৈর্ঘ্য2 সময়
কোনো বস্তুর একক ক্ষেত্রফলের উপর লম্বভাবে প্রযুক্ত বলকে চাপ বলে। 5 N বল 1 m2 ক্ষেত্রফলবিশিষ্ট কোনো বস্তুর উপর লম্বভাবে প্রয়োগ করলে যে চাপ অনুভূত হয় তার মান 5 Pa
আমরা জানি, ধারালো আলপিনের শীর্ষবিন্দুর ক্ষেত্রফল খুবই কম। আর, চাপের সংজ্ঞানুসারে, চাপ ক্ষেত্রফলের ব্যস্তানুপাতিক। এজন্য ধারালো আলপিনে অল্প বল প্রয়োগ করলেও চাপের মান বেশি হয় বলেই সহজেই কাগজ ছিদ্র করা যায়।
আমরা জানি, চাপ=বল/ক্ষেত্রফল
উপরের সম্পর্ক থেকে এটাই প্রতীয়মান হয় যে, যদি বল স্থির থাকে তাহলে ক্ষেত্রফল যত কম হয় চাপ তত বৃদ্ধি পায়। অর্থাৎ ক্ষেত্রফল কমলে চাপ বাড়ে।
আমরা জানি, চাপ = বল/ক্ষেত্রফল
এই সমীকরণ অনুসারে বল স্থির থাকলে চাপ কেবল ক্ষেত্রফলের উপর নির্ভরশীল। যে বস্তুর ক্ষেত্রফল যত কম হবে তার চাপ তত বেশি হবে। এজন্য একই বল প্রয়োগ করলেও দুটি বস্তুর চাপের পার্থক্য হবে যদি ক্ষেত্রফল ভিন্ন হয়।
ভোঁতা ছুরির ভোঁতা প্রান্তের ক্ষেত্রফল বেশি। সে কারণে কোনো বস্তুর উপর ভোঁতা প্রান্ত রেখে বল প্রয়োগ করলে অপেক্ষাকৃত কম চাপ পড়ে ফলে কোনো কিছু সহজে কাটা যায় না।
এখানে, আয়তন, V = 20cm3
ঘনত্ব, =1 gm
ভর, m = ?
আমরা জানি,
এখানে,
গভীরতা, h = 210m
ঘনত্ব, P = 1025kgm- 3
চাপ, P=?
আমরা জানি,
P=hg
= 210 1025 9.8
=2109450 Pa
আমরা জানি, চাপ =বল/ক্ষেত্রফল
বল স্থির হলে, চাপ 1/ ক্ষেত্রফল
অর্থাৎ ক্ষেত্রফল ও চাপ পরস্পরের ব্যস্তানুপাতিক হবে। ক্ষেত্রফল যত কম হবে চাপ তত বেশি হবে।
ঘনত্ব হচ্ছে একক আয়তনে ভরের পরিমাণ অর্থাৎ কোনো বস্তুর ভর ও আয়তন V হলে ঘনত্ব হবে
'ঘনত্বের একক kg/m3 অথবা gm/cc এবং ঘনত্বের মাত্রা ML-3
আমরা জানি, ঘনত্ব=ভর/বস্তুর আয়তন
বস্তুর আয়তন একই হলে ভর যত বেশি হয় ঘনত্ব তত বাড়ে। অর্থাৎ একই আয়তনের এক টুকরা লোহার ভর কাঠের ভরের চেয়ে বেশি হওয়ায়, লোহার ঘনত্ব বেশি হবে।
আমরা জানি, m = V
আয়তন সমান হলে, m p
যেহেতু, মধুর ঘনত্ব পানির চেয়ে বেশি তাই মধুর ভর বেশি হবে। সুতরাং, মধুভর্তি জগ বেশি ভারী মনে হবে।
পাদের ঘনত্ব 13600 কিলোগ্রাম/ঘনমিটার বলতে বুঝায় যে, 1 ঘনমিটার আয়তনের পারদের ভর 13600 কিলোগ্রাম।
লঞ্চ নদী থেকে সাগরে গেলে একটু বেশি ভেসে ওঠে পানির ঘনত্বের পরিবর্তনের কারণে। কারণ নদীর পানির ঘনত্ব অপেক্ষা সাগরের পানির ঘনত্ব বেশি ফলে নদীর পানির তুলনায় সাগরের পানি বেশি প্লবতা দেয়। তাই লঞ্চ নদীতে থাকা অবস্থায় প্লবতা কম থাকে এবং সাগরে গেলে প্লবতা বেড়ে যায়। ফলে লঞ্চ নদী থেকে সাগরে গেলে একটু বেশি ভেসে ওঠে।
একটি ডিম ভালো না পচা সেটা খুব সহজেই পানিতে ডুবিয়ে বের করা যায়। ডিমটি পচা হলে তার ঘনত্ব পানি থেকে কম হবে এবং সেটি পানিতে ভেসে উঠবে। এভাবে পচা ডিম চিহ্নিত করা যায়।
আমরা অনেক সময় ফানুস ওড়াতে দেখেছি। উড়ানোর সময় এই ফানুসের নিচে আগুন জ্বালানো হয়, সেটি ফানুসকে আলোকজ্জ্বল করার সাথে সাথে ভেতরের বাতাসকে উত্তপ্ত করে হালকা করে দেয়। আর বাইরের বাতাস তুলনামূলক ঠান্ডা থাকে তাই ঘনত্ব বেশি হয়। ফলে ফানুসের উপর একটি উর্ধ্বমুখী বল বা প্লবতা কাজ করে এবং ফানুসটি উপরে উঠে যায়।
কোনো বস্তুর ঘনত্ব পানির ঘনত্ব অপেক্ষা কম হলে বস্তুটি ভেসে থাকবে। মোমের ঘনত্ব পানির ঘনত্ব অপেক্ষা কম হয়। এক্ষেত্রে মোমের ওজন মোম কর্তৃক অপসারিত সম আয়তন পানির ওজন অপেক্ষা কম হয়। ফলে মোম পানিতে ভাসে।
কোনো বস্তুর ঘনত্ব তরলের ঘনত্ব অপেক্ষা বেশি হলে সেটি ঐ তরলে ডুবে যাবে এবং বস্তুর ঘনত্ব তরলের ঘনত্ব অপেক্ষা কম হলে বস্তুটি ঐ তরলে ভাসবে। মৃত সাগরের পানিতে অতিরিক্ত লবণ থাকার এর ঘনত্ব অনেক বেশি। এজন্য মৃত সাগরের পানিতে মানুষ ডুবে যায় না।
সাগরের পানিতে লবণ ও অন্যান্য অপদ্রব্য মিশ্রিত থাকে। ফলে এ পানির ঘনত্ব নদীর পরিষ্কার পানির ঘনত্ব অপেক্ষা বেশি। ফলে নদীর পানির প্লবতা সাগরের পানির প্লবতা অপেক্ষা কম হয়। এ কারণে সাগর অপেক্ষা নদীর পানিতে সাঁতার কাটা কঠিন।
কোনো বস্তুর তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে বস্তুটির আন্তঃআণবিক শক্তি হ্রাস পায়। ফলে আয়তন বৃদ্ধি পায় তবে ভর অপরিবর্তিত থাকায় এর ঘনত্ব হ্রাস পায়।
তাই বলা যায়, তাপমাত্রা বাড়লে বস্তুর ঘনত্ব সাধারণত কমে যায়।
তরলের ভেতর কোনো বিন্দুতে চাপ বলতে ওই বিন্দুর চারদিকে একটি একক ক্ষেত্রফল কল্পনা করলে ওই ক্ষেত্রফলের উপর তরল কর্তৃক লম্বভাবে প্রযুক্ত বলকে বুঝায়।
আর্কিমিডিসের সূত্রটি হলো কোনো বস্তুকে স্থির তরল বা বায়বীয় পদার্থে আংশিক বা সম্পূর্ণ ডুবালে বস্তুটি কিছু ওজন হারায় বলে মনে হয়। এই হারানো ওজন বস্তুটির দ্বারা অপসারিত তরল বা বায়বীয় পদার্থের ওজনের সমান। -এটিই আর্কিমিডিসের নীতি।
কোনো বস্তুকে সম্পূর্ণ বা আংশিকভাবে কোনো স্থির তরল বা বায়বীয় পদার্থে নিমজ্জিত করলে তরল বা বায়বীয় পদার্থের উর্ধ্বমুখী চাপের জন্য বস্তু উপরের দিকে যে লব্ধি বল অনুভব করে তাকে প্লবতা বলে। প্লবতার জন্যই কোনো বস্তু তরলের মধ্যে হালকা অনুভব হয়।
তরলে নিমজ্জিত কোনো বস্তুর উপরের পৃষ্ঠ ও নিচের পৃষ্ঠ, তরলের মুক্ততল হতে ভিন্ন ভিন্ন গভীরতায় অবস্থান করায় ঐ বস্তুর দুই পৃষ্ঠে চাপের পার্থক্য সৃষ্টি হয়। এই চাপের পার্থক্যের জন্যই বস্তুটির উপর একটি উর্ধ্বমুখী বল বা প্লবতা সৃষ্টি হয়।
নিউটনের ৩য় সূত্র থেকে আমরা জানি, প্রত্যেক বল জোড়ায় জোড়ায় ক্রিয়া করে। অর্থাৎ প্রত্যেক বলেরই সমান ও বিপরীতমুখী প্রতিক্রিয়া থাকবে। যেহেতু, পানি বস্তুর উপর প্লবতা বল দেয় তাই এর প্রতিক্রিয়া হবে বস্তু কর্তৃক পানির উপর প্রযুক্ত বল এবং এই বলদ্বয় পরস্পর সমান ও বিপরীতমুখী হবে।
তরলের অভ্যন্তরে কোনো বিন্দুতে চাপ P = hg। অর্থাৎ চাপ, উচ্চতা বা বিন্দুর গভীরতা, তরলের ঘনত্ব এবং অভিকর্ষজ ত্বরণের উপর নির্ভর করে।
আমরা জানি, তরলের অভ্যন্তরে কোনো বিন্দুতে চাপ, P=hg অর্থাৎ চাপ = উচ্চতা বা বিন্দুর গভীরতা তরলের ঘনত্ব অভিকর্ষজ ত্বরণ।
অর্থাৎ নির্দিষ্ট জায়গায় কোনো নির্দিষ্ট তরলের অভ্যন্তরে কোনো বিন্দুতে চাপ বিন্দুটির গভীরতার উপর নির্ভর করে।
কোনো নির্দিষ্ট তরলের অভ্যন্তরে কোনো বিন্দুতে চাপ শুধুমাত্র তরলের মুক্ত তল (free surface) হতে এর গভীরতার উপর নির্ভর করবে। তাই তরলের পাত্র যে আকৃতিরই হোক না কেনো, তার উপর তরলের চাপ নির্ভর করবে না।
স্থির তরলে কোনো বস্তুকে ছেড়ে দিলে বস্তুটির উপর একই সাথে দুটি বল ক্রিয়া করে- ১. বস্তুর ওজন W1 খাড়া নিচের দিকে ক্রিয়া করে, ২. তরলের প্লবতা W2 উল্লম্বভাবে ওপরের দিকে ক্রিয়া করে।
খুবই পাতলা পাতের উচ্চতা নগণ্য হওয়ায় এর আয়তন শূন্যের কাছাকাছি। এর জন্য সৃষ্ট প্লবতাও হবে অতি নগন্য। তাই কোনো পাতলা পাতকে পানিতে নিমজ্জিত করলে তার ওজন কম মনে হবে না।
কোনো বস্তুকে তরলে ডুবানো হলে বস্তুর ওজন (W1) যদি বস্তুটি দ্বারা অপসারিত তরল পদার্থের ওজনের বা প্লবতার (W2) চেয়ে. কম হয় তবে বস্তুটি তরলে ভাসমান থাকবে।
জাহাজ যে আয়তনের পানি অপসারণ করে তার ওজন জাহাজের ওজনের চেয়ে বেশি হয়। এতে জাহাজ পানিতে নামলে প্রথমে ডুবতে শুরু করে। খানিকটা ডুবার পর যখন অপসারিত পানির ওজন জাহাজের ওজনের সমান হয় তখন জাহাজটি ভাসতে থাকে।
পানিতে ডুবন্ত অবস্থায় কোনো বস্তু প্লবতার কারণে ওজন হারায়। ফলে বস্তুটি হালকা অনুভূত হয়। তাই ডুবন্ত অবস্থায় ভারী বস্তু টেনে নেওয়া সহজ।
একটি নৌযান যখন তৈরি করা হয় তখন তার আকার ও আকৃতি এমন হয় যে পানিতে ভাসলে ডুবন্ত অংশটুকু কর্তৃক অপসারিত পানির ওজন নৌযানের ওজনের সমান হয়। বেশি যাত্রী উঠালে বা নৌযানের ত্রুটিপূর্ণ নক্সার জন্যও অনেক সময় ভরকেন্দ্র পরিবর্তিত হয়ে যায়। ফলে দুর্ঘটনা ঘটে।
নির্দিষ্ট স্থানে পানির অভ্যন্তরে চাপ পানির গভীরতার সমানুপাতিক অর্থাৎ গভীরতা বাড়লে চাপও বৃদ্ধি পায়। গভীর পানিতে ডুব দিলে বর্ধিত চাপ. কানের পর্দার জন্য হুমকীস্বরূপ। এজন্য গভীর পানিতে যথাযথ সরঞ্জাম ছাড়া ডুব দেওয়া উচিৎ নয়।
আমরা জানি, তরলের অভ্যন্তরে কোনো বিন্দুতে চাপ, P=hg যেখানে, হচ্ছে তরলের ঘনত্ব।
অর্থাৎ P [নির্দিষ্ট গভীরতার ক্ষেত্রে]
সুতরাং তরলের কোনো বিন্দুতে চাপ তার ঘনত্বের সমানুপাতিক।
প্লবতা নিচের বিষয়গুলোর উপর নির্ভর করে-
১. বস্তুর আয়তন, ২. তরলের প্রকৃতি/ঘনত্ব ও ৩. অভিকর্ষজ ত্বরণ।
কোনো বস্তুকে সম্পূর্ণ বা আংশিকভাবে কোনো স্থির তরল বা বায়বীয় পদার্থে নিমজ্জিত করলে তরল বা বায়বীয় পদার্থের ঊর্ধ্বমুখী চাপের জন্য বন্ধু উপরের দিকে যে লব্ধি বল অনুভব করে তাকে প্লবতা বলে। প্লবতা বা ঊর্ধ্বমুখী বলের কারণে তরলে নিমজ্জিত বস্তু ওজন হারায়।
এখানে, পানি ও কেরোসিনের ঘনত্ব যথাক্রমে Pw ও pk হলে
কোনো বস্তু পানিতে নিমজ্জিত অবস্থায় ভাসলে তার ঘনত্ব পানির ঘনত্বের সমান
বস্তুটি পানিতে সম্পূর্ণ ডুবে যাবে।
প্যাসকেলের সূত্রটি হলো- একটা আবদ্ধ পাত্রে তরল বা বায়বীয় পদার্থের কোনো অংশের উপর বাইরে থেকে চাপ প্রয়োগ করলে সেই চাপ বিন্দুমাত্র না কমে তরল বা বায়বীয় পদার্থের সবদিকে সমানভাবে সঞ্চালিত হয় এবং তরল বা বায়বীয় পদার্থ সংলগ্ন পাত্রের গায়ে লম্বভাবে ক্রিয়া করে।
প্যাসকেলের সূত্র: একটা আবদ্ধ পাত্রে তরল বা বায়বীয় পদার্থে বাইরে থেকে চাপ দেওয়া হলে সেই চাপ সমানভাবে সঞ্চালিত হয়ে পাত্রের সংলগ্ন গায়ে লম্বভাবে কাজ করবে। এ সূত্রটি তরল ও বায়বীয় পদার্থের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। আবার তরল ও বায়বীয় পদার্থকেই যেহেতু প্রবাহী বলে তাই বলা যায় এ সূত্রটি প্রবাহীর ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।
কোনো আবদ্ধ তরলে চাপ প্রয়োগ করলে প্যাসকেলের সূত্রানুসারে সেই চাপ সবদিকে সমানভাবে সঞ্চালিত হয় এবং পাত্রের গায়ে লম্বভাবে ক্রিয়া করে।
এখানে,
পানির ঘনত্ব, p = 1000kgm- 3
অভিকর্ষজ ত্বরণ, g = 9.8ms- 2
গভীরতা, h = 13 m
চাপ, P = ?
আমরা জানি,
P=hpg
= 131000 9.8
P= 1.273 105 Pa
এখানে, প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, A = 1cm 2 = 110-4 m
উচ্চতা, h = 1cm = 1 10- 2 m
ঘনত্ব,p = 1000kgm- 3
আমরা জানি, প্লবতা= Vpg - Ahpg
= (1 10- 4 1 10- 2 1000 9.8) N
= 9.8 10 - 3 N
এখানে, বড় পিস্টনের ক্ষেত্রফল, A₁ = 20 cm²
ছোট পিস্টনের ক্ষেত্রফল, A₁ = 4 cm²
বড় পিস্টনের বল, F₂ = 500 N
ছোট পিস্টনের বল, F₁ =?
আমরা জানি,
বায়ুমন্ডলীয় চাপ বায়ুমন্ডলের উচ্চতা এবং বায়ুর ঘনত্বের উপর নির্ভরশীল। ভূপৃষ্ঠে অর্থাৎ সমুদ্র সমতলে বায়ুর সাধারণ চাপ 76 cm পারদ স্তম্ভের চাপের সমান। ভূপৃষ্ঠের সমুদ্র সমতল থেকে যত উপরে উঠা যায় তত বায়ুস্তম্ভের ওজন ও ঘনত্ব হ্রাস পায়। ফলে উচ্চতা বৃদ্ধির সাথে সাথে বায়ুমন্ডলীয় চাপও হ্রাস পায়।
মানবদেহের ভিতরে রক্তের চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ অপেক্ষা সামান্য বেশি। রক্তের চাপ বায়ুমন্ডলীয় চাপ অপেক্ষা বেশি হওয়ার কারণে বায়ুমন্ডলীয় চাপে মানবদেহের আকৃতির কোনো পরিবর্তন ঘটে না।
বায়ুর চাপ পরিমাপ করার ব্যারোমিটার যন্ত্রের কাচনলে যে পারদস্তন্ড দাঁড়িয়ে থাকে তার মুক্ততল (Free Surface) থেকে নলের বন্ধ প্রান্ত পর্যন্ত শূন্য। এ শূন্যস্থানকে টরিসেলির শূন্যস্থান বলে। প্রকৃতপক্ষে এ শূন্যস্থানে সামান্য পারদ বাষ্প থাকে।
স্বাভাবিক উচ্চতায় বায়ুমণ্ডলের চাপ এবং রক্তের চাপ সমান থাকে। ফলে আমরা রক্তের চাপ অনুভব করি না। কিন্তু সুউচ্চ পাহাড়ে বায়ুমন্ডলের চাপ হ্রাস পেয়ে রক্তের চাপের চেয়ে কম হয় অর্থাৎ, রক্তের চাপ বৃদ্ধি পায়। ফলে নাক দিয়ে রক্ত ঝরে পড়ে।
বায়ুমণ্ডলের চাপ পরিমাপকের নাম ব্যারোমিটার। ব্যারোমিটারের উচ্চতার পরিবর্তন দেখে আমরা বায়ুমন্ডলীয় চাপের পরিবর্তন বুঝতে পারি।
ব্যারোমিটারে পারদস্তম্ভের উচ্চতা বেড়ে 76 cm হতে 85 cm হলে সেক্ষেত্রে বায়ুর চাপ বেড়ে যাবে। অর্থাৎ বায়ুমণ্ডলে জলীয়বাষ্পের পরিমাণ কমে যাবে এবং শুষ্ক বাতাস সে স্থান দখল করবে। এক্ষেত্রে, আবহাওয়া শুষ্ক এবং পরিষ্কার থাকবে।
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ 101325 Pa বলতে বুঝায় বায়ুমণ্ডলের সর্বত্র প্রতি 1 m2 ক্ষেত্রফলের জায়গায় 101325 N বল প্রযুক্ত আছে।
আর্দ্রতা বেড়ে গেলে জলীয়বাষ্প বাতাসের অধিকতর ভারী উপাদান যেমন নাইট্রোজেন ও অক্সিজেনের জায়গা দখল করে। ফলে ঐ স্থানের বাতাসের ওজন হ্রাস পায় বলে বায়ুমন্ডলীয় চাপও কমে যায়।
ব্যারোমিটারে পারদস্তন্তের উচ্চতা হঠাৎ কমে গেলে বুঝা যায়, বায়ুমণ্ডলের চাপ হঠাৎ কমে গেছে এবং ঐ স্থানে নিম্নচাপের সৃষ্টি হয়েছে। সুতরাং ঐ স্থানে ঝড়ের সম্ভাবনা রয়েছে।
বাহ্যিক বল প্রয়োগ করে কোনো বস্তুর আকার বা আয়তন বা উভয়ের পরিবর্তন করলে যে ধর্মের জন্য বস্তুটি বল অপসারণের পর তার পূর্বের অবস্থা ফিরে আসে সেই ধর্মকে স্থিতিস্থাপকতা বলে।
বাইরে থেকে বল প্রয়োগ করলে পদার্থের আকার বা দৈর্ঘ্যের যে আপেক্ষিক পরিবর্তন হয় সেটা হচ্ছে বিকৃতি। অর্থাৎ L দৈর্ঘ্যের একটি বস্তুর ওপর বল প্রয়োগ করা হলে, তার দৈর্ঘ্য যদি হয় তাহলে বিকৃতি হবে বিকৃতির কোনো একক নেই।
বিকৃতির জন্য বস্তুর ভেতর একক ক্ষেত্রফলে পদার্থের যে বল তৈরি হয়, তাই হলো পীড়ন। পীড়নের একক প্যাসকেল (Pa)
বুকের সূত্রানুসারে স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে পীড়ন বিকৃতির সমানুপাতিক। অর্থাৎ পীড়ন বিকৃতি; এটিই পীড়ন ও বিকৃতির মধ্যে সম্পর্ক।
বাহ্যিক বল প্রয়োগ করে কোনো বস্তুর আকার বা আয়তন বা উভয়ের পরিবর্তনের চেষ্টা করলে বস্তুটি এই প্রচেষ্টাকে বাধা দেয় এবং বল অপসারিত হলে বস্তু স্থিতিস্থাপক ধর্মের কারণে তার পূর্বের অবস্থায় ফিরে আসে। তবে প্রযুক্ত বলের একটা সীমা আছে। যার বেশি বল প্রয়োগ করলে বস্তু আর পূর্বের অবস্থায় ফিরে আসে না। - এই সীমাই হলো বস্তুর স্থিতিস্থাপক সীমা।
আমরা জানি,
পীড়ন= বল/ক্ষেত্রফল
=ভর ত্বরণ/দৈর্ঘ্য2
=ভর বেগ/দৈর্ঘা2 সময়2
=ভর/ দৈর্ঘা2 সময়2
পীড়নের মাত্রা ML-1T-2
আমরা জানি,
ইয়াংস মডুলাস =পীড়ন /বিকৃতি
এখন বিকৃতি একই জাতীয় দুটি রাশির অনুপাত হওয়ায় এর কোনো একক নেই। তাই উপরোক্ত সম্পর্ক অনুসারে পীড়নের এককই ইয়াংস মডুলাসের একক।
আমরা জানি, ইয়ংস মডুলাস,
বল, ক্ষেত্রফল এবং আদি দৈর্ঘ্য অপরিবর্তিত থাকলে,
সুতরাং ইয়ংস মডুলাস দৈর্ঘ্যের পরিবর্তনের ব্যস্তানুপাতিক। এজন্য ইয়াংস মডুলাসের মান বেশি হলে দৈর্ঘ্যের পরিবর্তন কম হবে।
লোহা ও রাবারের সম আকারের টুকরার প্রান্তে সমপরিমাণ বল প্রয়োগ করলে অর্থাৎ সমমানের পীড়ন সৃষ্টি করলে রাবারের তুলনায় লোহার খন্ডে বিকৃতি অনেক কম হয়। তাই রাবারের তুলনায় লোহার খন্ডের ক্ষেত্রে পীড়ন ও বিকৃতির অনুপাত অত্যন্ত বৃহৎ মানের হয়। এজন্য লোহা বেশি স্থিতিস্থাপক।
কোনো বস্তুর স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক 5 Nm2 বলতে বুঝায়, 1 m2 প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল বিশিষ্ট কোনো পদার্থের একক বিকৃতির জন্য 5 N বল প্রয়োগের প্রয়োজন হয়।
ভবন তৈরিতে লোহার রড ব্যবহারের কারণ হলো-
১. লোহার স্থিতিস্থাপকতা তুলনামূলকভাবে বেশি।
২. তুলনামূলকভাবে দাম কম।
৩. অন্যান্য ধাতুর তুলনায় সহজলভ্য।
স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে আয়তন পীড়ন এবং আয়তন বিকৃতির অনুপাত একটি ধ্রুবক। যাকে বাল্ক মডুলাস বা আয়তন গুণাঙ্ক বলে। এর একক হচ্ছে Nm2 বা প্যাসকেল (Pa).
পীড়ন ও চাপের মধ্যে ২টি পার্থক্য নিম্নরূপ:
পীড়ন | চাপ |
| ১. পীড়ন হচ্ছে একক ক্ষেত্রফলে উদ্ভূত প্রত্যয়নী বল। | ১. চাপ হচ্ছে একক ক্ষেত্রফলের ওপর প্রযুক্ত বল। |
| ২. বস্তুর বিকৃতি হলেই কেবল পীড়ন সৃষ্টি হয়। | ২. চাপ স্বাধীনভাবে প্রযুক্ত হতে পারে। |
তারের ব্যাস, d= 1 mm=110-3 m
তারের ক্ষেত্রফল,
ওজন, F = 98N
পীড়ন,
পদার্থের চতুর্থ অবস্থার নাম প্লাজমা। এই প্লাজমা হলো অতি উচ্চ তাপমাত্রায় আয়নিত গ্যাস। প্লাজমার বড় উৎস হচ্ছে সূর্য। প্রায় কয়েক হাজার ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় প্লাজমা অবস্থার উৎপত্তি হয়। গ্যাসের ন্যায় প্লাজমারও কোনো নির্দিষ্ট আকার বা আয়তন নেই।
পদার্থের আণবিক গতিত্ত্বের ৩টি স্বীকার্য হলো-
১. যেকোনো পদার্থ অসংখ্য ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণার সমন্বয়ে গঠিত।
২. অণুগুলো এতো ক্ষুদ্র যে তাদেরকে বিন্দু বিবেচনা করা হয়।
৩. পদার্থের কণাগুলো সর্বদা গতিশীল।
বজ্রপাত হলে যে বিজলির আলো দেখা যায় সেটি পদার্থের প্লাজমা অবস্থা। প্লাজমা অবস্থা টিউবলাইটের ভেতর, নক্ষত্রের ভেতর তৈরি হয়। এছাড়া ফিউশান পদ্ধিতিতে শক্তি তৈরি করার জন্য প্লাজমা' ব্যবহার করার চেষ্টা করা হয়।
কোনো বন্ধুর প্রতি একক ক্ষেত্রফলের উপর লম্বভাবে প্রযুক্ত বলকে চাপ বলে।
চাপের একক প্যাসকেল (Pa) বা নিউটন/মিটার2 (Nm-2)।
একক ক্ষেত্রফলের ওপর 1 N বল লম্বভাবে প্রযুক্ত হলে যে চাপের সৃষ্টি হয় তাকে 1 Pa বলে।
কোনো বস্তুর একক আয়তনের ভরকে তার উপাদানের ঘনত্ব বলে।
ঘনত্বের একক kg m-3।
4° C তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ পানির ঘনত্ব 1000 kg m3।
আর্কিমিডিসের সূত্রটি হলো- বস্তুকে কোনো স্থির তরল অথবা বায়বীয় পদার্থে আংশিক বা সম্পূর্ণ ডুবালে বস্তুটি কিছু ওজন হারায়। এ হারানো ওজন বস্তুটির দ্বারা অপসারিত তরল বা বায়বীয় পদার্থের ওজনের সমান।
বল বৃদ্ধিকরণ নীতি হলো আবদ্ধ তরল পদার্থের ক্ষুদ্রতম অংশের উপর পিস্টন দ্বারা কোনো বল প্রয়োগ করলে এর বৃহত্তম পিস্টনগুলোতে সেই বলের বহুগুণ বেশি বল প্রযুক্ত হতে পারে।
তরল বা বায়বীয় পদার্থে আংশিক বা সম্পূর্ণভাবে নিমজ্জিত কোনো বস্তুর উপর তরল বা বায়বীয় পদার্থ লম্বভাবে যে উর্ধ্বমুখী বল প্রয়োগ করে তাকে প্লবতা বলে।
প্যাসকেলের সূত্রটি হলো- পাত্রে আবদ্ধ তরল বা বায়বীয় পদার্থের কোনো অংশের উপর বাইরে থেকে চাপ প্রয়োগ করলে সেই চাপ কিছুমাত্র না কমে তরল বা বায়বীয় পদার্থের সব দিকে সমানভাবে সঞ্চালিত হয় এবং তরল বা বায়বীয় পদার্থের সংলগ্ন পাত্রের গায়ে লম্বভাবে ক্রিয়া করে।
বায়ুমণ্ডল তার ওজনের জন্য ভূপৃষ্ঠে প্রতি একক ক্ষেত্রফলে যে পরিমাণ বল প্রয়োগ করে তাকে ঐ স্থানের বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বলে।
বায়ুর চাপ পরিমাপক যন্ত্র ব্যারোমিটারের কাচনলে যে পারদস্তম্ভ দাঁড়িয়ে থাকে তার উপর হতে নলের বন্ধ প্রান্ত পর্যন্ত শূন্যস্থানই হলো টরিসেলির শূন্যস্থান।
সমুদ্র সমতলে বায়ুর সাধারণ চাপ হলো 76 cm পারদস্তন্ডের চাপের সমান।
বাহ্যিক বলের প্রভাবে কোনো বস্তুর মধ্যে বিকৃতির সৃষ্টি হলে স্থিতিস্থাপকতার জন্য বস্তুর ভিতর একক ক্ষেত্রফলে লম্বভাবে উদ্ভূত প্রতিরোধকারী বলকে পীড়ন বলে।
স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে বাহ্যিক বল প্রয়োগ করলে কোনো বস্তুর আকার বা আয়তন বা দৈর্ঘ্যের পরিবর্তন ঘটে। একক দৈর্ঘ্যের বা একক আয়তনের এ পরিবর্তনই বিকৃতি।
যুকের সূত্রটি হলো- স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে পীড়ন বিকৃতির সমানুপাতিক।
যখন কোনো বস্তুকে বল প্রদান করা হয় তখন তার ভেতরে একটা বিকৃতি ঘটে এবং এই বিকৃতির জন্য একটা পাল্টা বলের সৃষ্টি হয়। বলটি সরিয়ে নিলে বিকৃতির অবসান ঘটে এবং বস্তুটি পুনরায় তার আগের অবস্থায় ফিরে যায়। পদার্থের এই ধর্মকে স্থিতিস্থাপকতা বলে।
পীড়ন এবং বিকৃতির অনুপাত একটি ধ্রুবক এই ধ্রুবকটিকে বস্তুর উপাদানের স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক বলে।
প্লাজমা পদার্থের চতুর্থ অবস্থা। এটি অতি উচ্চমাত্রার আয়নিত গ্যাস।
পদার্থের চতুর্থ অবস্থার নাম প্লাজমা।
দুটি প্রবাহীর নাম হলো-
(১) কেরোসিন,
(২) পানি।
কোনো তরল পৃষ্ঠের উপর একটি রেখা কল্পনা করলে রেখাটির উভয় পার্শ্বে প্রতি একক দৈর্ঘ্যে রেখার সাথে লম্বভাবে এবং তরল পৃষ্ঠের স্পর্শক বরাবর যে বল বা টান ক্রিয়া করে তাই পৃষ্ঠটান বা তলটান।
আমরা জানি,
এই সূত্র থেকে স্পষ্টভাবে দেখা যাচ্ছে ক্ষেত্রফল A এর মান যত কম হবে একই বলের জন্য চাপ P এর মান তত বৃদ্ধি পাবে। ড্রিল মেশিন চাপকে কাজে লাগিয়ে ছিদ্র করে। যেহেতু ক্ষেত্রফল হ্রাস পেলে চাপ বাড়ে সেহেতু ড্রিল মেশিনের অগ্রভাগ সূচালো হয় যাতে এর অগ্রভাগের খুব কম ক্ষেত্রফল দিয়ে সর্বোচ্চ চাপ প্রযুক্ত হয়।
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ 890 N/m2 বলতে বুঝায় বায়ুমণ্ডলের সর্বত্র প্রতি 1 m2 ক্ষেত্রফলের জায়গায় 890 N বল প্রযুক্ত আছে।
ইটের টুকরা দিয়ে তৈরি রাস্তার উপর দিয়ে হাঁটা কঠিন। কারণ ইটের টুকরার উপর দিয়ে হাঁটার সময় পায়ের নিচের তালুর খুব কম ক্ষেত্রফলের উপর ইটের টুকরা কর্তৃক প্রতিক্রিয়া বল প্রযুক্ত হয়। ফলে পায়ের তালুতে অনেক বেশি চাপ পড়ে ও ব্যথা অনুভূত হয়। এজন্য ইটের টুকরা দিয়ে তৈরি রাস্তার উপর দিয়ে হাঁটা কাষ্টসাধ্য হয়।
কোনো স্থানের বায়ুচাপ নির্ভর করে সেখানকার তাপমাত্রার উপর। তাপমাত্রা বাড়লে কোনো বদ্ধ পাত্রে বায়বীয় পদার্থের চাপ বেড়ে যায়। কিন্তু বায়ুমণ্ডলের তাপমাত্রা বাড়লে বায়ুচাপ কমে যায়, কারণ বায়ুমণ্ডল বদ্ধ পাত্র নয় এটি খোলা। তাপ পেলে বায়ু হালকা হয়ে উপরে উঠে যায় ফলে বায়ুর ঘনত্ব কমে যায় এবং তার সাথে চায়ুচাপও কমে যায়।
কোনো বস্তু পানিতে ডুববে না ভাসবে তা নির্ভর করে বস্তুটির ঘনত্বের উপর। যদি বস্তুটির ঘনত্ব পানির ঘনত্বের চেয়ে বেশি হয় তাহলে বস্তুটি পানিতে ডুবে যাবে আর যদি বস্তুটির ঘনত্ব পানির ঘনত্বের চেয়ে কম হয় তবে বস্তুটি পানিতে ভাসবে। পচা ডিমের ভিতরে সালফার ডাইঅক্সাইড (SO₂) গ্যাস তৈরি হয় যার ঘনত্ব পানির ঘনত্ব থেকে কম। এজন্য পচা ডিম পানিতে ভাসে।
পদার্থের ঘনত্ব তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে পদার্থের আন্তঃআণবিক শক্তি হ্রাস পায় এবং পরস্পর থেকে দূরে সরে যায়। অর্থাৎ, আয়তন বৃদ্ধি পায় এবং ঘনত্ব হ্রাস পায়। এবং তাপমাত্রা হ্রাস করলে আন্তঃআণবিক শক্তি বেড়ে যায় এবং আয়তন কমে যায়। ফলে বস্তুর ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়।
সাগরের পানিতে লবণ ও অন্যান্য অপদ্রব্য মিশ্রিত থাকে। ফলে এ পানির ঘনত্ব প্রায় 1024 kg m-3 যা নদীর পরিষ্কার পানির ঘনত্ব (প্রায় 1000 kg m-3) অপেক্ষা বেশি। ফলে সাগরের পানির প্লবতা নদীর পানির প্লবতা অপেক্ষা বেশি হয়। এ কারণে নদী অপেক্ষা সাগরের পানিতে সাঁতার কাটা সহজ হয়।
আমরা জানি, তরলের অভ্যন্তরে কোনো বিন্দুতে চাপ তরলের গভীরতার সমানুপাতিক। অর্থাৎ গভীরতা যত বেশি চাপের পরিমাণও তত বেশি হবে। আর তরলে চাপের মান বেশি হলে তার পার্শ্বচাপও বেশি হবে। ফলে বেড়িবাঁধের ক্ষেত্রে উপরের অংশ থেকে নিচের অংশে পানির চাপ বেশি থাকে। এই অতিরিক্ত চাপ থেকে বাঁধকে রক্ষা করার জন্যই বাঁধ তৈরি করার সময় উপরের অংশ থেকে নিচের অংশ চওড়া রাখা হয়।
লোহার টুকরা পানিতে ভাসে না কারণ লোহার টুকরা দ্বারা অপসারিত পানির ওজন লোহার টুকরার ওজনের চেয়ে কম। কিন্তু লোহার তৈরি হলেও জাহাজ পানিতে ভাসে কারণ জাহাজের ভিতরটা ফাঁপা। ফলে জাহাজ যে আয়তনের পানি অপসারণ করে তার ওজন জাহাজের ওজনের চেয়ে বেশি হয়। এতে জাহাজ পানিতে নামালে প্রথমে ডুবতে শুরু করে। খানিকটা ডুবার পর যখন অপসারিত পানির ওজন জাহাজের সমান হয় তখন জাহাজটি ভাসতে থাকে।
আমরা জানি, P = hpg
এই সমীকরণ থেকে দেখা যাচ্ছে তরলের গভীরতার সাথে চাপের সম্পর্ক রয়েছে। তরলের গভীরতা বৃদ্ধির সাথে সাথে তরলের নিম্নমুখী চাপের পরিমাণও বৃদ্ধি পেতে থাকে। আবার, চাপ ও আয়তন পরস্পরের ব্যস্তানুপাতিক। চাপ বাড়লে আয়তন কমে আবার আয়তন বাড়লে চাপ কমে। জলাশয়ের গভীরে চাপের পরিমাণ উপরিতল থেকে বেশি হওয়ায় সেখানে বুদবুদের আকার ছোট থাকে আবার উপরিতলে চাপের পরিমাণ কম থাকায় বুদবুদের আয়তন বাড়ে অর্থাৎ বুদবুদ বড় হয়।
বস্তুর ভাসন ও নিমজ্জনের ক্ষেত্রে তিনটি অবস্থার সৃষ্টি হতে পারে-ধরি, বস্তুর ওজন W1 এবং বস্তু কর্তৃক অপসারিত তরলের ওজন W2
১. যদি W1 > W2 হয় অর্থাৎ বস্তুর ওজন তরলের প্লবতার চেয়ে বেশি হয় তাহলে বস্তু তরলে ডুবে যাবে।
২. যদি W1= W2 হয়, অর্থাৎ বস্তুর ওজন তরলের প্লবতার সমান হলে বস্তুটি তরলে সম্পূর্ণ নিমজ্জিত অবস্থায় ভাসবে।
৩. যদি W1 < W2 হয় অর্থাৎ বস্তুর ওজন তরলের প্লবতার চেয়ে কম হলে বস্তুটি তরলে আংশিক নিমজ্জিত অবস্থায় ভাসবে।
তরল পদার্থের ভিতরে কোনো বিন্দুতে চাপ বলতে ঠিক ঐ বিন্দুর চারদিকে প্রতি একক ক্ষেত্রফলের উপর লম্বভাবে অনুভূত বলকে বোঝায়। এখন, ঘনত্ব বিশিষ্ট তরলের। গভীরতার চাপ p হলে,
আমরা জানি, p = hpg এখানে, g অভিকর্ষজ ত্বরণ, এখন নির্দিষ্ট গভীরতার জন্য h ও g এর মান অপরিবর্তনীয় থাকে। ফলে p p হয়। সুতরাং, নির্দিষ্ট গভীরতায় চাপ তরলের ঘনত্ব অর্থাৎ তরলের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে।
আবদ্ধ জায়গায় গ্যাস রাখা হলে সেটি পাত্রের গায়ে এক ধরনের তাপ দেয়। পদার্থের আণবিক গতিতত্ত্ব থেকে তা ব্যাখ্যা করা যায়। আবদ্ধ জায়গার ভেতর গ্যাসের অণুগুলো ছোটাছুটি করতে থাকে এবং প্রতিনিয়ত সেটি আবদ্ধ জায়গায় দেয়ালে এসে আঘাত করে এবং প্রতিফলিত হয়ে ফিরে যায়। অর্থাৎ, গ্যাসের অণু একটি ভরবেগে দেয়ালে আঘাত করে অন্য ভরবেগে ফিরে যায়। এভাবেই আবদ্ধ জায়গায় গ্যাসের চাপ সৃষ্টি হয়।
বায়ুমন্ডল চাপ প্রয়োগ করে এবং ঐ চাপ পরিমাপ করা সম্ভব। টরিসেলির পরীক্ষায় জানা যায়, পাত্রের পারদের মুক্ততল থেকে নলের মধ্যকার পারদের উপরিতলের উচ্চতা প্রায় 76 cm বা 30 ইঞ্চি। পারদ পাত্রের পারদের উপর বায়ুমণ্ডলের নিম্নমুখী চাপ পারদের মধ্য দিয়ে কাচনলের খোলা মুখের মধ্য দিয়ে নলের পারদের উপর ঊর্ধ্বমুখী চাপ প্রয়োগ করছে। এই উর্ধ্বচাপ ও নলের পারদের নিম্নমুখী চাপের সমান হওয়ায় নলের পারদস্তম্ভ স্থির থাকছে। বায়ুমণ্ডলীয় চাপ 76 cm. পারদন্তম্ভের চাপের সমান। এজন্য টরিসেলির পরীক্ষায় পারদের উচ্চতা 76 cm এ এসে থেমে যায়।
আমরা জানি, অভিকর্ষ বলের কারণে ভূপৃষ্ঠের নিকটবর্তী অঞ্চলে বায়ুর ঘনত্ব বেশি। পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে যত উপরে উঠা যায় বায়ুর ঘনত্ব ততই কমতে থাকে এবং এক সময় কমতে কমতে শূন্য হয়ে যায়। এখন বায়ুর ঘনত্ব যত বেশি হয় বায়ুর চাপও তত বেশি হয়। সুতরাং এক্ষেত্রে উচ্চতা বৃদ্ধির সাথে সাথে বায়ুর ঘনত্ব কমলে বায়ুর চাপও কমে যায়। এজন্য কোনো স্থানে উচ্চতার সঙ্গে বায়ুমণ্ডলীয় চাপের পরিবর্তন ঘটে।
আমরা জানি, চাপের কারণে স্ফুটনাঙ্কের পরিবর্তন হয়। চাপ কম হলে স্ফুটনাঙ্ক কমে যায়, চাপ বেশি হলে স্ফুটনাঙ্ক বেড়ে যায়। প্রেসার কুকার একটি নিশ্চিদ্র পাত্র। তাই রান্না করার সময় বাষ্প আবদ্ধ হয়ে চাপ বাড়িয়ে দেয় এবং সে কারণে পানির স্ফুটনাঙ্ক বেড়ে যায় বলে বেশি তাপমাত্রায় ফুটে। এজন্যই প্রেসার কুকারে রান্না তারাতাড়ি হয়।
টরিসেলির তৈরি পারদ ব্যারোমিটারকে g ত্বরণে নিচের দিকে গতিশীল লিফটে রাখলে টরিসেলির শূন্যস্থান কমে শূন্য হয়ে যাবে। কারণ ব্যারোমিটারটি g ত্বরণে নিচের দিকে গতিশীল হওয়ার কারণে পারদের উপর ক্রিয়াশীল নীট ত্বরণ শূন্য হবে ফলে পারদের ওজন শূন্য হওয়ার কারণে বায়ুমণ্ডলীয় চাপে পারদ স্তম্ভ যতদূর সম্ভব উপরে উঠতে চাইবে ফলে শূন্যস্থান আর বিরাজ করবে না।
সময়ের সাথে বায়ুর ঘনত্বের পরিবর্তনের জন্য বায়ুমণ্ডলীয় চাপের পরিবর্তন ঘটে। সময়ের সাথে বায়ুতে উপস্থিত জলীয়বাষ্পের পরিমাণের হ্রাসবৃদ্ধি হয়। জলীয় বাষ্পের হ্রাসবৃদ্ধির কারণে বায়ুর ঘনত্বের পরিবর্তন হয়। ফলে বায়ুমণ্ডলীয় চাপের পরিবর্তন ঘটে।
ব্যারোমিটারে পারদস্তম্ভের উচ্চতা হঠাৎ কমে গেলে বুঝা যায়, বায়ুমণ্ডলের চাপ সহসা কমে গেছে এবং ঐ স্থানে নিম্নচাপের সৃষ্টি হয়েছে। পার্শ্ববর্তী উচ্চচাপের স্থান থেকে বায়ু প্রবল বেগে ঐ অঞ্চলে 'ছুটে আসবে। সুতরাং ঐ স্থানে ঝড়ের সম্ভাবনা রয়েছে।
সকল পদার্থ একই উপাদানের তৈরি হয় না। ভিন্ন পদার্থের গঠন উপাদান ভিন্ন ভিন্ন। যার দরুন ভিন্ন ভিন্ন উপাদানের স্থিতিস্থাপকতার গুণাঙ্কের মানও ভিন্ন ভিন্ন হয়। যার ফলে বাহ্যিক বল অপসারণের পর পদার্থসমূহের আগের অবস্থানে ফিরে আসার প্রবণতাও ভিন্ন এবং এর বিপরীতে উদ্ধৃত বলের মানও ভিন্ন হয়। তাই বলা যায়, সব পদার্থের স্থিতিস্থাপকতা একই রকম হয় না।
স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে বাহ্যিক বল প্রয়োগে কোনো বস্তুর একক দৈর্ঘ্যের বা একক আয়তনের যে পরিবর্তন ঘটে তাকে বিকৃতি। বিকৃতি একই জাতীয় দুটি রাশির অনুপাত হওয়ায় এর কোনো একক নেই।
ইস্পাতের ইয়ং-এর গুণাঙ্ক 2 1011 N m-2 বলতে বোঝায় 1 m² প্রস্থচ্ছেদ এর ক্ষেত্রফল বিশিষ্ট ইস্পাতের তারের একক দৈর্ঘ্য বিকৃতির জন্য দৈর্ঘ্য বরাবর 21011 N বল প্রয়োগের প্রয়োজন হবে।
কোনো পদার্থের স্থিতিস্থাপক গুণাংক 2 Nm-2 বলতে বোঝায়, 1 m2 প্রস্থচ্ছেদ এর ক্ষেত্রফল বিশিষ্ট কোনো পদার্থের একক দৈর্ঘ্য বিকৃতির জন্য দৈর্ঘ্য বরাবর 2N বল প্রয়োগের প্রয়োজন হবে।
পদার্থের চতুর্থ অবস্থার নাম প্লাজমা। এই প্লাজমা হলো অতি উচ্চ তাপমাত্রায় আয়নিত গ্যাস। প্লাজমার বড় উৎস হচ্ছে সূর্য। তাছাড়া অন্যান্য নক্ষত্রগুলোও প্লাজমার উৎস। প্রায় কয়েক হাজার ডিগ্রি, সেলসিয়াস তাপমাত্রায় প্লাজমা অবস্থার উৎপত্তি হয়। গ্যাসের ন্যায় প্লাজমার কোনো নির্দিষ্ট আকার বা আয়তন নেই। প্লাজমা কণাগুলো তড়িৎ আধান বহন করে তাই প্লাজমা তড়িৎ পরিবাহী হিসেবে কাজ করে। শিল্প কারখানার প্লাজমা টর্চ দিয়ে ধাতব পদার্থ কাটা হয়।
পদার্থের আণবিক গতিতত্ত্বের স্বীকার্যগুলো হলো-
১. যেকোনো পদার্থ অসংখ্য ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণার সমন্বয়ে গঠিত।
২. অণুগুলো এতো ক্ষুদ্র যে তাদেরকে বিন্দুবৎ বিবেচনা করা হয়।
৩. পদার্থের কণাগুলো সর্বদা গতিশীল।
৪. গ্যাসের ক্ষেত্রে অণুগুলো বেশ দূরে দূরে থাকে, এজন্য তাদের মধ্যে কোনো আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল কাজ করে না বললেই চলে।
৫. গ্যাস ও তরলের ক্ষেত্রে কণাগুলো এলোমেলো ছুটাছুটি করে এজন্য এরা পরস্পরের সাথে এবং পাত্রের দেওয়ালের সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়।
কঠিন, তরল এবং বায়বীয় পদার্থের এই তিনটি অবস্থার সাথে আমরা পরিচিত। এর মাঝে তরল এবং বায়বীয় পদার্থ “প্রবাহিত” হতে পারে তাই এই দুটোকে প্রবাহীও বলা হয়ে থাকে। এই অধ্যায়ে আমরা পদার্থ তার তিন অবস্থাতে কীভাবে চাপ প্রয়োগ করে সেটি বিশ্লেষণ করে দেখব। শুধু তাই নয়, পদার্থের একটি বিশেষ ধর্ম হচ্ছে স্থিতিস্থাপকতা। কঠিন, তরল এবং বায়বীয় অবস্থা স্থিতিস্থাপকতার ধর্ম কীভাবে কাজ করে সেটি নিয়েও আলোচনা করা হবে।
কঠিন, তরল এবং বায়বীয় ছাড়াও “প্লাজমা” নামে পদার্থের আরো একটি অবস্থা আছে, কেন এটিকে পদার্থের চতুর্থ অবস্থা বলা হয়, আমরা সেটিও বোঝার চেষ্টা করব।
Related Question
View Allএকক ক্ষেত্রফলের উপর প্রযুক্ত বলকে চাপ বলে
100 N বল 0.01m2 ক্ষেত্রের উপর প্রযুক্ত হলে চাপ 10000Nm-2
ক্ষেত্রফল 200 cm2
১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন ও
অনলাইন পরীক্ষা তৈরির সফটওয়্যার!
শুধু প্রশ্ন সিলেক্ট করুন — প্রশ্নপত্র অটোমেটিক তৈরি!
