সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন

কাজ

কাজের একক জুল

কাজের মাত্রা $M{L}^2{T}^{-2}$

কাজ দুই প্রকার

ধনাত্মক

ঋণাত্মক

শূন্য

কাজ স্কেলার রাশি

কাজের

2450 J

ঋণাত্মক কাজ

কেন্দ্রমুখী বল দ্বারা কৃতকাজ শূন্য

500 জুল

$1.372\times {10}^5 J$

1J

শূন্য

তত বেশি হবে

Fs

বলের বিরুদ্ধে কৃতকাজকে ঋণাত্মক কাজ বলে

কাজ করার সামর্থকে শক্তি বলে

স্কেলার রাশি

$M{L}^2{T}^{-2}$

অভিন্ন

কোনো বস্তুতে শক্তি প্রদান করা হলে কৃতকাজ ধনাত্মক হয়

ঋণাত্মক হয়

শক্তি সঞ্চিত হবে

আলোক শক্তি পাই

মহাবিশ্বে বিরাজমান শক্তির রূপ নয়টি

যান্ত্রিক শক্তির রূপ দুইটি

শক্তির সবচেয়ে সাধারণ রূপ যান্ত্রিক শক্তি

$4m{s}^{-1}$

গতিশক্তি

চারগুণ

$T=\frac{1}{2}m{v}^2$

6250 J

ভর এবং বেগের উপর

$6 m{s}^{-1}$

বস্তুর ভর এবং গতিশক্তির সম্পর্ক সমানুপাতিক

বর্গের সমানুপাতিক

দ্বিগুণ

গতিশক্তি 25 J

হালকা বস্তুর গতিশক্তি বেশি

বিভবশক্তি

10 m উচ্চতায়

W= mgh

সমানুপাতিক

1176 J

ভর এবং উচ্চতা

বিভবশক্তি সঞ্চিত হয়

কোনো বস্তুর সর্বোচ্চ উচ্চতায় বিভবশক্তি সর্বোচ্চ

সৌরকোষ

যান্ত্রিক শক্তি

পাঁচ ভাগের এক ভাগ

অনবায়নযোগ্য শক্তি

ইউরেনিয়াম

কয়লা

এসিড বৃষ্টি

প্রাকৃতিক গ্যাসের মূল উপাদান মিথেন

জীবাশ্ম জ্বালানি

জিওথার্মাল নবায়নযোগ্য শক্তি উৎস

বিভবশক্তি

তড়িৎ জেনারেটরের সাথে

সবচেয়ে বেশি বায়োফুয়েল ব্যবহৃত হয় ব্রাজিল এ

চেরনোবিল

জাপানের ফুকুশিমায়

তাপশক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে

নিউক্লিয় শক্তি

দৈনন্দিন জীবনে চারপাশে যে শক্তি দেখি এগুলো অবিনশ্বর

শক্তির নিত্যতা সূত্রে

স্থিতিশক্তি

বিদ্যুৎ শক্তি তাপ শক্তিতে

যান্ত্রিক শক্তি তাপ শক্তিতে

যান্ত্রিক শক্তি শব্দ শক্তিতে

তড়িৎ মোটরে

ফিশন বিক্রিয়া

$2.5 \times {10}^7 kWh$

$3 x {10}^8 m{s}^{-1}$

$E=m{c}^2$

নিউট্রন নিউক্লিয়াসকে আঘাত করে

কন্ট্রোল রড

$3.2\times {10}^{-11 }J$

ইউরেনিয়াম -235 এ নিউট্রন 143টি

704 মিলিয়ন বছর

0.7%

চেইন বিক্রিয়া

নিউক্লিয় জ্বালানির বর্জ্যের তেজস্ক্রিয়তা অধিক

ক্ষমতা

তার ক্ষমতা 245 W হবে

কাজ করার হারকে ক্ষমতা বলে

$M{L}^2{T}^{-3}$

ক্ষমতার একক W (ওয়াট)

ক্ষমতা স্কেলার রাশি

746 W

${10}^3 W$

নির্দিষ্ট সময়ে ক্ষমতা এবং কাজের সম্পর্ক সমানুপাতিক

40% অপচয় হবে

শক্তির অপচয় হয়

লভ্য কার্যকর শক্তি এবং মোট প্রদত্ত শক্তির অনুপাতকে কর্মদক্ষতা বলে

$\eta$

কর্মদক্ষতা 75% হলে অপচয়কৃত শক্তি 25%

প্রতিধাপে 10% অপচয় হলে চার ধাপে-কর্মদক্ষতা 65.61%

যন্ত্রে 10% শক্তি নষ্ট হলে কর্মদক্ষতা 90%

প্রদত্ত শক্তির সমান শক্তি ইঞ্জিন থেকে পাওয়া যায় না ঘর্ষণের জন্য

যন্ত্র থেকে যে শক্তি পাওয়া যায় তা লভ্য কার্যকর শক্তি

বল প্রয়োগে বলের প্রয়োগ বিন্দু বলের বিপরীত দিকে সরে গেলে যে কাজ সম্পন্ন হয় তাকে নেগেটিভ কাজ বলে। আমরা জানি, ঘর্ষণ বল সর্বদা গতি তথা সরণের বিপরীত দিকে কাজ করে। এ কারণে উপরোক্ত সংজ্ঞানুসারে ঘর্ষণজনিত বল দ্বারা করা কাজ সব সময়ই নেগেটিভ হয়। অর্থাৎ, W= F $\times$(-s)=-Fs

শক্তি হচ্ছে মোট কৃতকাজ আর ক্ষমতা হচ্ছে একক সময়ে কৃতকাজ অর্থাৎ কাজ করার হার। পৃথিবী সচল রাখতে হলে শক্তি প্রয়োজন। কারণ শক্তি আছে বলেই এ জগৎ গতিশীল। শক্তি না থাকলে জগৎ অচল হয়ে পড়বে। আলোক শক্তি আছে বলেই আমরা দেখতে পাই, শব্দ শক্তি আছে বলেই আমরা শুনতে পাই। যান্ত্রিক শক্তির বদৌলতে আমরা চলাফেরা করি। বিদ্যুৎ শক্তির সাহায্যে পাখা ঘুরছে, কল-কারখানা চলছে। এ মহাবিশ্বে শক্তি নানারূপে বিরাজ করছে। শক্তির প্রতিটি রূপ পরস্পরের সাথে সম্পর্কযুক্ত। প্রতিনিয়ত শক্তি রূপান্তরের মাধ্যমে পৃথিবীকে সচল রাখছে।

আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান অনুসারে আইনস্টাইনের ভর শক্তি সমীকরণ ব্যবহার করে ভরকে শক্তিতে রূপান্তরিত করা যায়।
এ সমীকরণ অনুসারে $E=m{c}^2$
যেখানে E = সৃষ্ট শক্তি, m= ভর এবং c= আলোর বেগ। অতএব ভরকে শক্তি হিসেবে বিবেচনা করা যায়।

কোনো বস্তুর উপর প্রযুক্ত বল এবং বল প্রয়োগ করার সময়টুকুতে বস্তুটি বলের দিকে যে দূরত্ব অতিক্রম করে তার গুণফলকে কাজ বলে। কাজ একটি স্কেলার রাশি। কাজের একক জুল (J)

আমরা জানি, কাজ = বল $\times$সরণ

আবার, বলের একক নিউটন (N)

এবং সরণের একক মিটার (m)

সুতরাং কাজের একক = বলের একক $\times$সরণের একক

= N m = জুল (J)

আমরা জানি,

কাজ= বল $\times$সরণ

= ভর $\times$ত্বরণ $\times$সরণ =ভর $\times$ বেগ/সময় $\times$ সরণ

= ভর $\times$সরণ/সময়$\times$সরণ = ভর $\times$সরণ/সময়

কাজের মাত্রা [W] =$M{L}^2{T}^{-2}$

আমরা জানি, কাজ = বল $\times$সরণ। কোনো বস্তুর উপর বল প্রয়োগ করলে যদি বস্তুটির সরণ ঘটে তবে ঐ বল দ্বারা কাজ হবে। কিন্তু বল প্রয়োগ করলে যদি বস্তুর সরণ না ঘটে তবে সেক্ষেত্রে কোনো কাজ হবে না।

যদি বল প্রয়োগের ফলে বস্তুটি বলের দিকে সরে যায় তাহলে সেই কাজকে বলের দিকে কাজ বা ধনাত্মক কাজ বলে। যেমন- একটি বস্তুকে উপর থেকে মাটিতে ফেলে দিলে বস্তুটি অভিকর্ষ বলের দিকে পড়বে। ফলে বস্তুর উপর অভিকর্ষ বল দ্বারা ধনাত্মক কাজ হয়েছে বুঝায়।

গতিশীল গাড়ীতে ব্রেক কষলে গাড়ী কিছু দূর গিয়ে থেমে যায়। ব্রেক কষলে এক ধরনের প্রতিরোধ বল উৎপন্ন হয় এবং গতি জড়তার কারণে গাড়িটি কিছু সময় পরে একটু দূরে গিয়ে থেমে যায়। এক্ষেত্রে বল ও সরণ বিপরীতমুখী তাই কাজ ব্রেকজনিত এক্ষেত্রেও ঘর্ষণ জনিত লব্ধি বলের বিরুদ্ধে কৃতকাজ।

এখানে,

বল, F=50 N

সরণ, s= 5 m

কাজ, W=?

আমরা জানি,

W=Fs

=50$\times$ 5

=250 J

এখানে,

বল, F = 3N

সরণ, s = 4cm = 0.04m

কাজ, W=?

আমরা জানি,

W = Fs

= 3$\times$0.04

= 0.12 J

এখানে,

প্রযুক্ত বল. F = 10N

বল প্রয়োগকালীন সরণ, s = 5m

কৃতকাজ, W=?

আমরা জানি,

W = Fs

= 10$\times$5

= 50

50 কাজ বলতে বুঝায়, 50 N বল প্রয়োগের ফলে বলের দিকে বস্তুকে 1m সরাতে যে কাজ সম্পাদিত হয়।

যদি বল প্রয়োগের ফলে বস্তু বলের বিপরীত দিকে সরে যায় তাহলে সেই কাজকে বলের বিরুদ্ধে কাজ বলে। অর্থাৎ যদি বল প্রয়োগের ফলে বলের প্রয়োগবিন্দু বলের বিপরীত দিকে সরে যায় বা বলের বিপরীত দিকে সরণের উপাংশ থাকে তাহলে সেই কাজকে ঋণাত্মক কাজ বা বলের বিরুদ্ধে কাজ বলে।

যদি বল প্রয়োগের ফলে বস্তুটি বলের বিপরীত দিকে সরে যায় তাহলে সেই কাজকে বলের বিরুদ্ধে কাজ বা ঋণাত্মক কাজ বলে। যেমন- একটি ডাস্টার যদি মেঝে থেকে টেবিলের উপর উঠানো হয় তাহলে অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে কাজ করা হবে বা অভিকর্ষ বলের জন্য ঋণাত্মক কাজ হবে।

যখন বল প্রয়োগের বিপরীত দিকে সরণ হয়। তখন তাকে ঋণাত্মক কাজ বলে। একটি স্প্রিং এর সরণ যেদিকে ঘটে তার বিপরীত দিকে স্প্রিং বল কাজ করে। বল ও সরণের দিক বিপরীত হওয়ায় স্প্রিং বল দ্বারা কৃতকাজ সর্বদা ঋণাত্মক হয়।

বল ও সরণের মান সমান হওয়া সত্ত্বেও কাজের পরিমাণ ঋণাত্মক হতে পারে। কারণ বলের দিকে সরণ ঘটলে সেক্ষেত্রে কাজ হবে ধনাত্মক তবে বলের বিপরীত দিকে সরণ ঘটলে কাজ হবে ঋণাত্মক। অর্থাৎ এটি বল ও সরণের মানের উপর নির্ভর করে না, দিকের উপর নির্ভর করে।

একই উচ্চতায় উঠতে উল্লম্ব সিঁড়িতে আনত সিঁড়ি অপেক্ষা বেশি কষ্ট হবে। কারণ উল্লম্ব সিঁড়িতে উঠার সময় অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে সরাসরি কাজ করতে হয়। অন্যথায় আনত সিড়িতে উঠার -সময় দূরত্ব একটু বেশি অতিক্রম করলেও অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে কাজ কম হয়। ফলে কষ্ট কম হয়।

একটি বই মাটি থেকে টেবিলে তোলা, আমার বলের জন্য ধনাত্মক কাজ। আমরা জানি, বস্তুর সরণ যদি বল প্রয়োগের দিকে হয় তাহলে যে কাজ করা হয় তা ধনাত্মক হয়। একটি বইকে মাটি থেকে টেবিলে তুলতে আমাদের বল প্রয়োগ করতে হয় অভিকর্ষজ বলের বিপরীত দিকে এবং বইয়ের সরণ প্রযুক্ত বলের দিকে ঘটে।

গাছ থেকে আম পড়লে আমটি অভিকর্ষ বলের দরুন নিচে পড়ে। এক্ষেত্রে আমের সরণ অভিকর্ষ বলের দিকে সংঘটিত হয়। ফলে অভিকর্ষ বলের দ্বারা ধনাত্মক কাজ সংঘটিত হয়। অতএব, গাছ থেকে আম পড়লে অভিকর্ষ বল দ্বারা ধনাত্মক কাজ হয়।

সিঁড়ি বেয়ে ছাদে উঠা বলের বিরুদ্ধে কাজ এবং ঋণাত্মক কাজ। যদি বল প্রয়োগের ফলে বন্ধু বলের বিপরীত দিকে সরে যায়, তাহলে সেই কাজকে বলের বিরুদ্ধে কাজ বলে। সিঁড়ি বেয়ে ছাদে উঠা তাই অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে কাজ। যেহেতু বলের বিরুদ্ধে কাজ, তাই এটি ঋণাত্মক কাজ।

সিড়ি দিয়ে ছাদে উঠতে দেহের অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে কাজ করতে হয়। ফলে অভিকর্ষ বলের বিপরীতে বল প্রয়োগ করে ছাদে উঠতে হয়। কিন্তু নামার সময় দেহের কোনো বল প্রয়োগ করতে হয় না। এক্ষেত্রে অভিকর্ষজ বল দ্বারাই কাজ সম্পাদিত হয়। ফলে নামার সময় দেহের তত ক্লান্তি লাগে না।

পাহাড় বেয়ে উপরে উঠতে দেহের অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে কাজ করতে হয়। ফলে অভিকর্ষ বলের বিপরীতে বল প্রয়োগ করে পাহাড়ে উঠতে হয়। কিন্তু নামার সময় দেহের কোনো বল প্রয়োগ করতে হয় না। এক্ষেত্রে অভিকর্ষজ বল দ্বারাই কাজ সম্পাদিত হয়। এ কারণে পাহাড় থেকে নিচে নামা অপেক্ষা পাহাড়ের উপরে উঠা কষ্টকর।

বল প্রয়োগে বলের প্রয়োগ বিন্দু বলের বিপরীত দিকে সরে গেলে যে কাজ সম্পন্ন হয় তাকে নেগেটিভ কাজ বলে। আমরা জানি, ঘর্ষণ বল সর্বদা গতি তথা সরণের বিপরীত দিকে কাজ করে। এ কারণে উপরোক্ত সংজ্ঞানুসারে ঘর্ষণজনিত বল দ্বারা করা কাজ সব সময়ই নেগেটিভ হয়।

এখানে,

ভর, m = 50 kg

উচ্চতা, h = 90 m

অভিকর্ষজ ত্বরণ, g= 9.8 ms

কাজ, W = ?

আমরা জানি,

W=mgh

= 50$\times$9.8 $\times$ 90

=44100 J

কোনো বস্তুর কাজ করার সামর্থ্যকে শক্তি বলে। শক্তি এবং কাজের মাত্রা ও একক একই অর্থাৎ একক জুল (J) কোনো বস্তুতে শক্তি প্রয়োগ করলে তার দ্বারা কৃতকাজ ধনাত্মক হয় এবং বস্তুটি থেকে শক্তি সরিয়ে নিলে ঋণাত্মক কাজ করা হয়।

কোনো বস্তুর কাজ করার সামর্থ্যই শক্তি। কাজ করা মানে শক্তিকে এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় রূপান্তরিত করা। এক্ষেত্রে কৃতকাজ ও রূপান্তরিত শক্তির পরিমাণ সমান। এজন্য কাজ ও শক্তির একক একই।

কাজ ও শক্তির মধ্যে দুটি মিল হলো-
১. কাজ ও শক্তি উভয়ই স্কেলার রাশি।
২. কাজ ও শক্তি উভয়ের একক ও মাত্রা একই।

কোনো রাশিকে সম্পূর্ণরূপে প্রকাশ করতে যদি মান এবং দিকের প্রয়োজন হয় তবে তাকে ভেক্টর রাশি বলে। যদি মান দিয়ে প্রকাশ করা যায় দিকের প্রয়োজন না পড়ে তবে তা স্কেলার রাশি। শক্তিকে প্রকাশ করতে শুধু মানই যথেষ্ট দিকের প্রয়োজন নেই। তাই শক্তি একটি স্কেলার রাশি।

সমত্বরণে চলমান বস্তুর সময়ের সাথে বেগ বৃদ্ধি পায়। বেগ বৃদ্ধির সাথে সাথে গতিশক্তিও বৃদ্ধি পায়। এক্ষেত্রে গতিশক্তির পরিবর্তন কৃতকাজের সমান। কিন্তু পড়ন্ত বস্তুর ক্ষেত্রে সমত্বরণ থাকলেও সময়ের সাথে এর বেগ বৃদ্ধির সাথে সাথে গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় এবং বিভবশক্তি হ্রাস পায়। এক্ষেত্রে সর্বদা বিভবশক্তি ও গতিশক্তির সমষ্টি সমান থাকে। ফলে কোনো শক্তি বৃদ্ধি পায় না।

পৃথিবীতে সকল শক্তির উৎস হলো সূর্য। প্রাণী ও উদ্ভিদ কোষ আলো ব্যবহার করে তেল, কয়লা, প্রাকৃতিক গ্যাস প্রভৃতি জীবাশ্ম জ্বালানির সৃষ্টি করে। লেন্স বা দর্পণের সাহায্যে আলোকে অভিসারিত করে আগুন জ্বালানো যায়। এছাড়াও সোলার ওয়াটার হিটার, সোলার কুকার ইত্যাদিতে ব্যবহৃত শক্তি আলো থেকেই আসে। অর্থাৎ আলো এক প্রকার শক্তি।

আমরা আমাদের চারপাশে শক্তির যে রূপগুলো দেখতে পাই তা হলো- যান্ত্রিক শক্তি, তাপশক্তি, শব্দশক্তি, আলোকশক্তি, চৌম্বক শক্তি, বিদ্যুৎ শক্তি, রাসায়নিক শক্তি, নিউক্লিয় শক্তি এবং সৌরশক্তি।

শক্তির সবচেয়ে সাধারণ রূপ হচ্ছে যান্ত্রিক শক্তি, বস্তুর অবস্থান, আকার এবং গতির কারণে যে শক্তি পাওয়া যায় তাকেই যান্ত্রিক শক্তি বলে। যান্ত্রিক শক্তির দুটি রূপ হতে পারে গতিশক্তি এবং স্থিতিশক্তি।

কোনো বস্তু গতির কারণে কাজ করার যে সামর্থ্য লাভ করে তাকে গতিশক্তি বলে। কোনো বস্তুকে স্থির অবস্থা থেকে কোনো নির্দিষ্ট বেগে ত্বারিত করতে যে পরিমাণ কাজ করতে হয় তা দিয়ে এর গতিশক্তির পরিমাপ করা হয়।

আমরা জানি, গতিশক্তি বেগের বর্গের সমানুপাতিক। অর্থাৎ বেগ বাড়লে গতিশক্তিও বাড়ে। আবার পড়ন্ত বস্তুর ক্ষেত্রে আমরা জানি যেকোনো সময়ের বেগ ঐ সময়ের সমানুপাতিক। অর্থাৎ সময়ের সাথে সাথে বেগ বাড়তে থাকে। বেগ বাড়ার কারণে গতিশক্তিও বাড়তে থাকে।

স্বাভাবিক অবস্থান থেকে পরিবর্তন করে কোনো বস্তুকে অন্য অবস্থানে বা স্বাভাবিক অবস্থা পরিবর্তন করে অন্য কোনো অবস্থায় আনলে বস্তু কাজ করার যে সামর্থ্য অর্জন করে তাকে বিভবশক্তি বলে। m ভরের কোনো বস্তুকে ভূপৃষ্ঠ থেকে । উচ্চতায় উঠাতে কাজের পরিমাণই হবে বস্তুর বিভবশক্তি। অর্থাৎ বিভবশক্তি V হলে. V = mgh.

স্থিরাবস্থা থেকে একটি স্প্রিংকে টানলে এর অবস্থানের পরিবর্তন ঘটে। ফলে এটি বিভবশক্তি প্রাপ্ত হয়। এ বিভবশক্তিই স্প্রিংকে তার পূর্বাবস্থায় ফিরিয়ে নিয়ে যায়।

কোনো স্প্রিং-এর ধ্রুবক 2000 $N{m}^{-1}$বলতে বুঝায়- স্প্রিংটি প্রতি 1 m সংকোচনে বা সম্প্রসারণে 2000 N বলের প্রয়োজন। স্প্রিং ধ্রুবককে ৮ দ্বারা প্রকাশ করা হয়। এর একক $N{m}^{-1}$

গতিশক্তি ও বিভবশক্তির মধ্যে দুটি পার্থক্য নিম্নরূপ-

স্প্রিংকে সংকুচিত করলে এটি স্বাভাবিক অবস্থা হতে পরিবর্তিত অবস্থায় আসে এবং এ পরিবর্তনের ফলে এটি বিভবশক্তি প্রাপ্ত হয়। এ শক্তি পরবর্তীতে গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হতে পারে।

কোনো বস্তুর বিভবশক্তি 40J বলতে বুঝায় বস্তুটির স্বাভাবিক অবস্থা পরিবর্তন করে অন্য অবস্থানে আনায় তা 40J কাজ করার সামর্থ্য অর্জন করে।

কোনো বস্তুর বিভবশক্তি 40J বলতে বুঝায় বস্তুটির স্বাভাবিক অবস্থা পরিবর্তন করে অন্য অবস্থানে আনায় তা 40J কাজ করার সামর্থ্য অর্জন করে

একটি টেবিলের সাপেক্ষে কোনো বস্তুর বিভবশক্তি 30J বলতে বোঝায় কোনো বস্তুকে ভূমি হতে টেবিলে উঠালে বস্তুটি 30 J কাজ করার সামর্থ্য অর্জন করে।

আমরা জানি, m ভরের বস্তুকে h উচ্চতায় তুললে বিভবশক্তির পরিমাণ V= mgh ভর একই থাকলে, V∞h অর্থাৎ, যে বস্তুর উচ্চতা যত বেশি হবে বিভবশক্তি তত বেশি হবে।

সুতরাং, 50 cm উচ্চতায় বিভবশক্তি সবচেয়ে বেশি।

এখানে,

বল, F = 25 N

প্রসারণ, x = 10 cm = 0.1 m

স্প্রিং ধ্রুবক, k=?

আমরা জানি,

F=kx

বা, k= $\frac{25}{0.1}$

= 250 $N{m}^{-1}$

শক্তির উৎসকে প্রধানত দুই ভাগে ভাগ করা যায়। যথা: নবায়নযোগ্য উৎস এবং অনবায়নযোগ্য উৎস। নবায়নযোগ্য শক্তি হলো-জলবিদ্যুৎ, বায়োমাস, সৌরশক্তি; বায়ু শক্তি ও জিওথার্মাল ইত্যাদি। অনবায়নযোগ্য শক্তি হলো- তেল, গ্যাস, কয়লা, নিউক্লিয়ার শক্তি ইত্যাদি।

অনবায়নযোগ্য শক্তি হলো এমন এক ধরনের জ্বালানি বা শক্তি যা নবায়ন করা যায় না এবং ব্যবহারের সঙ্গে সঙ্গে এর মজুদ কমতে থাকে। সঞ্চয় সীমিত হওয়ার দরুন এ শক্তি এক সময় নিঃশেষ হয়ে যায়। যেমন- ১. তেল, ২. গ্যাস, ৩. কয়লা ও ৪. নিউক্লিয়ার।

জীবাশ্ম জ্বালানিকে অনবায়নযোগ্য শক্তি বলা হয়। কারণ এ শক্তি বারবার ব্যবহার করা সম্ভব নয়। শক্তির চাহিদা দিন দিন বৃদ্ধির কারণে জীবাশ্ম জ্বালানির উৎসগুলো দ্রুত ফুরিয়ে যাচ্ছে। যেহেতু এ শক্তি অফুরন্ত নয় এবং বারবার সৃষ্টি করাও সম্ভব নয়, তাই জীবাশ্ম জ্বালানিকে অনবায়নযোগ্য শক্তি বলা হয়।

জীবদেহ (উদ্ভিদ ও প্রাণী উভয়ই) লক্ষ-কোটি বছর আগে মাটির নিচে চাপা পড়ে দীর্ঘদিনের তাপ আর চাপে তেল, গ্যাস এবং কয়লায় পরিণত হয়। শক্তির এই সকল উৎসকে ফসিল জ্বালানি বলে। জীবদেহের ফসিল থেকে এগুলো উৎপন্ন হয় বলে এদের এরূপ নামকরণ করা হয়েছে।

প্রাথমিকভাবে মাটির নিচ হতে যে ঘন তেল উত্তোলন করা হয় তাকে Crude Oil বা অপরিশোধিত তেল বলা হয়। একে রিফাইনারিতে পরিশোধন করে পেট্রোল, ডিজেল বা কেরোসিনে রূপান্তর করা হয় এবং সাথে সাথে আরও ব্যবহারযোগ্য পদার্থ বের হয়ে আসে।

জীবাশ্ম জ্বালানি হচ্ছে অনবায়নযোগ্য জ্বালানি। শক্তির চাহিদা দিন দিন বৃদ্ধির কারণে এ জ্বীবাশ্ম জ্বালানির উৎসগুলো দ্রুত ফুরিয়ে আসছে। এ উৎসগুলো দ্রুত ফুরিয়ে গেলে শক্তির অভাব প্রকট হবে যা বর্তমান সময়ের সাথে অসামঞ্জস্য। এজন্য জীবাশ্ম জ্বালানির বিকল্প জ্বালানি অনুসন্ধান করা জরুরি।

উচ্চ গতিসম্পন্ন নিউট্রন কণিকা কোনো নিউক্লিয়াসকে আঘাত করে নিউক্লিয়াসটি ভাঙলে যে শক্তি উৎপন্ন হয় বা দুটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে একত্রে যুক্ত করতে যে পরিমাণ শক্তি ব্যয় হয় তাই নিউক্লিয়ার শক্তি। নিউক্লিয়ার শক্তি উৎপাদনে জ্বালানি হিসেবে ইউরেনিয়াম ব্যবহৃত হয়।

নিউক্লিয়ার পাওয়ার প্লান্টে ইউরেনিয়াম সবচেয়ে বেশি ব্যবহার করা হয়। এছাড়া পারমাণবিক বোমা তৈরিতে এবং বিভিন্ন ক্ষেপনাস্ত্র বা আগ্নেয়াস্ত্র তৈরিতে এর ব্যবহার রয়েছে। প্রকৃতিতে ইউরেনিয়ামের পরিমাণ অনেক কম; মাত্রা 0.7%।

দুটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে যুক্ত করে যে নিউক্লিয়ার বিক্রিয়া সংঘটিত হয় তাকে নিউক্লিয়ার ফিউশান বিক্রিয়া বলে। সূর্য কিংবা নক্ষত্রেরা তাদের শক্তি তৈরি করতে নিউক্লিয়ার ফিউশান বিক্রিয়া ব্যবহার করে।

নিউক্লিয়ার বর্জ্য অত্যন্ত তেজস্ক্রিয় এবং এদের তেজস্ক্রিয়তার মাত্রা নিরাপদ মাত্রায় পৌঁছানোর জন্য লক্ষ লক্ষ বছর সংরক্ষণ করতে হয় যেটি পরিবেশের জন্য ঝুঁকিপূর্ণ। আধুনিক প্রযুক্তির কারণে নিউক্লিয়ার শক্তিকেন্দ্র অনেক নিরাপদ হলেও মাঝে মাঝে মানুষের ভুল কিংবা প্রাকৃতিক দুর্যোগের কারণে এখানে বড় দুর্ঘটনা ঘটে মারাত্মক পরিবেশ বিপর্যয় ঘটছে। এসব কারণে নিউক্লিয় বিক্রিয়া পরিবেশ বান্ধব নয়।

অনেক দেশ নিউক্লিয়ার শক্তিকে ব্যবহার করছে। এ শক্তি উৎপাদনের জন্যও এক ধরনের জ্বালানির দরকার হয়। সেই জ্বালানি হলো ইউরেনিয়াম। পৃথিবীতে ইউরেনিয়ামের পরিমাণ সীমিত। এটিকে আর নবায়ন করা সম্ভব নয়। এজন্য নিউক্লিয়ার শক্তি অনবায়নযোগ্য শক্তি।

যে শক্তি বারবার ব্যবহার করা যায় এবং ব্যবহারের পর নিঃশেষ হয়ে যায় না অর্থাৎ একবার ব্যবহারের পর যে শক্তি পুনরায় ব্যবহারের সুযোগ থাকে তাকে নবায়নযোগ্য শক্তি বলে। যেমন-সৌরশক্তি, বায়ুশক্তি, সমুদ্রস্রোত ইত্যাদি।

নবায়নযোগ্য শক্তির সুবিধাগুলো হলো-
১. এই শক্তি শেষ হওয়ার আশঙ্কা নেই।
২. এই শক্তি পরিবেশকে দূষিত করে না।
৩. একে পুনরায় ব্যবহার উপযোগী করা যায়।

নদীতে বাঁধ দিয়ে নদীর পানির স্রোতকে ব্যবহার করে যে বিদ্যুৎ শক্তি উৎপন্ন করা হয় তাকে জলবিদ্যুৎ বলে। এটি একটি নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস হলেও এর ফলে নদীর নাব্যতা কমে যায় এবং পরিবেশের অনেক বড় ক্ষতি হয়।

পরিবেশের উপর জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রের ২টি প্রভাব নিম্নরূপ:
১. নদীর নাব্যতা নষ্ট হয়।
২. নদীতে বাঁধ দেওয়ার ফলে একদিকে বিস্তীর্ণ অঞ্চল প্লাবিত হয়। অন্যদিকে পানির প্রবাহ কমে খরার সৃষ্টি হয়।

নদীতে বাঁধ দিয়ে জলবিদ্যুৎ তৈরি করা হয়। নদীর পানি যেহেতু ফুরিয়ে যায় না তাই এ রকম বিদ্যুৎকেন্দ্রের শক্তির উৎসও ফুরিয়ে যায় না। এ কারণে জলবিদ্যুৎ নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস।

বায়োমাস শক্তি হচ্ছে সৌরশক্তির একটি ক্ষুদ্র ভগ্নাংশ যা সবুজ গাছপালা দ্বারা রূপান্তরিত হয়ে গাছপালার বিভিন্ন অংশে মজুদ থাকে। শক্তিতে রূপান্তরযোগ্য জৈব পদার্থসমূহ হচ্ছে বায়োমাস। গাছ-গাছালি, জ্বালানি কাঠ, কাঠের বর্জ্য, শস্য, ধানের তুষ ও কুড়া, লতা-পাতা, পশু-পাখির মল, পৌর বর্জ্য ইত্যাদি জৈব পদার্থসমূহ বায়োমাস শক্তির উৎস। বায়োমাস প্রধানত কার্বন ও হাইড্রোজেন দ্বারা গঠিত।

বায়োফুয়েলকে নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস বলা হয়। কারণ পৃথিবীতে মানবসভ্যতা যতদিন থাকবে, ততদিন বায়োফুয়েল স্বয়ংক্রিয়ভাবে অনবরত উৎপাদিত হতে থাকবে। বায়োফুয়েল হলো উদ্ভিদ, উদ্ভিজ্জ অংশ, শস্য থেকে তৈরিকৃত জ্বালানি।

সৌর কোষের কয়েকটি ব্যবহার নিচে দেওয়া হলো-
১. কৃত্রিম উপগ্রহে তড়িৎ শক্তি সরবরাহের জন্য এ কোষ ব্যবহৃত হয়। এ জন্য কৃত্রিম উপগ্রহ বহুদিন ধরে কক্ষপথে ঘুরতে পারে।
২. বিভিন্ন ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতি যেমন পকেট ক্যালকুলেটর, পকেট রেডিও, ইলেকট্রনিক ঘড়ি সৌরশক্তির সাহায্যে চালানো হচ্ছে।
৩. বর্তমানে আমাদের দেশেও সৌরশক্তির সাহায্যে অনেক গ্রামে, বাসা-বাড়ি বা'অফিসে বিদ্যুৎ শক্তি উৎপাদন করে বিদ্যুতের চাহিদা মেটানো হচ্ছে।

বায়োমাস শক্তি হচ্ছে সৌরশক্তির একটি ক্ষুদ্র ভগ্নাংশ যা সবুজ গাছপালা দ্বারা রূপান্তরিত হয়ে গাছপালার বিভিন্ন অংশে মজুদ থাকে। শক্তিতে রূপান্তরযোগ্য জৈব পদার্থসমূহ হচ্ছে বায়োমাস। গাছ-গাছালি, জ্বালানি কাঠ, কাঠের বর্জ্য, শস্য, ধানের তুষ ও কুড়া, লতা-পাতা, পশু-পাখির মল, পৌর বর্জ্য ইত্যাদি জৈব পদার্থসমূহ বায়োমাস শক্তির উৎস। বায়োমাস প্রধানত কার্বন ও হাইড্রোজেন দ্বারা গঠিত।

বায়োফুয়েলকে নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস বলা হয়। কারণ পৃথিবীতে মানবসভ্যতা যতদিন থাকবে, ততদিন বায়োফুয়েল স্বয়ংক্রিয়ভাবে অনবরত উৎপাদিত হতে থাকবে। বায়োফুয়েল হলো উদ্ভিদ, উদ্ভিজ্জ অংশ, শস্য থেকে তৈরিকৃত জ্বালানি।

নবায়নযোগ্য শক্তির গুরুত্বপূর্ণ আরেকটি হচ্ছে ভূতাপীয় বা জিওথার্মাল শক্তি। আমাদের পৃথিবীর ভেতরের অংশ উত্তপ্ত আগ্নেয়গিরি দিয়ে যখন সেটা বের হয়ে আসে, তখন আমরা সেটা টের পাই। তাই কেউ যদি কয়েক কিলোমিটার গর্ত করে যেতে পারে, তাহলেই তাপশক্তির একটি বিশাল উৎস পেয়ে যায়।

ভূতাপীয় শক্তিতে তাপের পরিমাণ অনেক বেশি থাকে যা শিলাখণ্ডকে গলিয়ে ফেলে। ভূগর্ভস্থ পানি এই গলিত শিলা বা ম্যাগমার সংস্পর্শে এসে বাষ্পে পরিণত হয়। গর্ত করে পাইপ ঢুকিয়ে উচ্চ চাপে এই বাষ্পকে ভূগর্ভ থেকে বের করে আনা যায়। পরে এই বাষ্প দিয়ে টারবাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা যায়। এভাবে ড়তাপীয় শক্তিকে ব্যবহারযোগ্য করা যায়।

শক্তির রূপান্তরে পরিবেশের উপর প্রভাবে সবচেয়ে বড় উদাহরণ হচ্ছে ফসিল জ্বালানি বা তেল, গ্যাস এবং কয়লা। এই তিনটিতেই কার্বনের পরিমাণ অনেক বেশি এবং এগুলো পুড়িয়ে যখন তাপশক্তি তৈরি হয়, তখন কার্বন ডাইঅক্সাইড গ্যাস তৈরি হয় যেটি একটি গ্রিনহাউস গ্যাস।

বৈশ্বিক উষ্ণতার কারণে মেরু অঞ্চলের বরফ গলে গিয়ে সমুদ্রপৃষ্ঠের উচ্চতা বেড়ে যাচ্ছে। সে কারণে পৃথিবীর বিভিন্ন দেশের নিম্নাঞ্চল প্লাবিত হবে এবং কৃষিজমি লবণাক্ত হয়ে পরিবেশের উপর ক্ষতিকর প্রভাব ফেলবে।

আমাদের শক্তির চাহিদা বাড়ার মূল কারণগুলো হলো-
১. বিশ্বের জনসংখ্যা বৃদ্ধি,
২. জাতীয় উন্নতি,
৩. নতুন শিল্প উদ্ভাবন,
৪. বিজ্ঞানের ক্রম উন্নতি,
৫. ব্যক্তিগত সম্পদ বৃদ্ধি এবং
৬. বিলাসবহুল জীবনযাপন ইত্যাদি।

শাক্ত অহরহ একরূপ থেকে অন্যরূপে রূপান্তরিত হচ্ছে। এ মহাবিশ্বে নানা ঘটনাপ্রবাহ চলছে শক্তির রূপান্তর আছে বলে। শক্তির এই এক রূপ থেকে অন্য রূপে পরিণত হওয়াকে শক্তির রূপান্তর বলে। শক্তি একরূপ থেকে একাধিকরূপে রূপান্তরিত হলেও মহাবিশ্বের মোট শক্তি ভাণ্ডারে কোনো পরিবর্তন হচ্ছে না।

সব শক্তিই এক রূপ থেকে অন্য রূপে যেতে পারে। আমরা আমাদের দৈনন্দিন জীবনে চারপাশে যে শক্তি দেখি সেটি সৃষ্টিও হয় না ধ্বংসও হয় না, শুধু তার রূপ পরিবর্তত করে। এটাই হচ্ছে শক্তির নিত্যতার সূত্র।

হাতে হাত ঘষলে তাপ উৎপন্ন হয়। এক্ষেত্রে যান্ত্রিক শক্তি তাপ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। অনেক ক্ষেত্রে কিছু পরিমাণ যান্ত্রিকশক্তি শব্দ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

থার্মোকাপলে দুটি ভিন্ন ধাতব পদার্থের সংযোগস্থলে তাপ প্রদান করে সরাসরি তাপ থেকে বিদ্যুৎ শক্তি উৎপাদন করা হয়।

আমরা জানি, ভূপৃষ্ঠ থেকে যেকোনো উচ্চতায় কোনো বস্তু স্থির অবস্থায় থাকলে বস্তুটিতে স্পিতিশক্তি বা বিভবশক্তি সঞ্চিত থাকে। এরপর বস্তুটিকে যদি মুক্তভাবে ভূপৃষ্ঠে পড়তে দেওয়া হয় সেক্ষেত্রে এর বিভবশক্তি কমতে থাকে এবং গতিশক্তি বাড়তে থাকে। এক পর্যায়ে বিভবশক্তি শূন্য হয়ে যায় এবং সর্বোচ্চ গতিশক্তি পাওয়া যায়। অর্থাৎ, বিভবশক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

দোলনা টানা হলে এটির অবস্থান পরিবর্তনের কারণে এর মধ্যে স্থিতিশক্তি সঞ্চিত হয়। এরপর দোলনাটি ছেড়ে দিলে এই সঞ্চিত শক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হতে থাকে এবং দোলনার সাম্যবিন্দুতে গতিশক্তি সর্বাধিক হয়ে অপর প্রান্তে গমনের ক্ষেত্রে আবার গতিশক্তি কমতে থাকে। এভাবে অপর প্রান্তের সর্বোচ্চ বিন্দুতে গতিশক্তি শূন্য হয়ে স্থিতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্রে নিউক্লিয় ফিশন বিক্রিয়া সংঘঠিত হয়, যা একটি নিউক্লিয় বিক্রিয়া। এই বিক্রিয়ায় নিউক্লিয় শক্তিকে তাপশক্তিতে রূপান্তর করা হয়। এই তাপশক্তি পানিকে বাষ্প করে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। যান্ত্রিক শক্তি আবার বিদ্যুৎ শক্তিতে পরিণত হয়।

খাদ্য এবং জ্বালানি যেমন তেল, গ্যাস, কয়লা ও কাঠ হচ্ছে রাসায়নিক শক্তির আধার। রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে খাদ্যের শক্তি আমাদের দেহে মুক্ত হয় এবং অন্য শক্তিতে রূপান্তরিত হওয়ার সময় আমরা দরকারী কাজ করতে পারি। তড়িৎ কোষ ও ব্যাটারিতে রাসায়নিক শক্তি তড়িৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। তড়িৎ শক্তি আবার বাতির ফিলামেন্টে আলোক শক্তি ও তাপশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

ধনুকের রশি টানা হলে ধনুক তার স্বাভাবিক অবস্থান থেকে বিকৃত অবস্থানে চলে আসে। এ অবস্থায় ধনুক তার মধ্যে কাজ করার সামর্থ অর্জন করে। অর্থাৎ ধনুকের মধ্যে বিভব শক্তি সঞ্চিত হয়। ধনুকের মধ্যে এ সঞ্চিত শক্তিই পরে তীর ছোঁড়ার সময় গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

আমাদের শরীরের রাসায়নিক শক্তি হাতুড়িকে উপরে উঠাতে কৃতকাজে ব্যয় হয় যা হাতুড়ির উচ্চ অবস্থানে বিভবশক্তিরূপে জমা থাকে। যখন হাতুড়ি নিচে নামে তখন এই বিভবশক্তি গতিশীল হাতুড়ির গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এই গতিশক্তি পেরেকটিকে কাঠের মধ্যে প্রবেশ করাতে প্রয়োজনীয় কাজে ব্যবহৃত হয় এবং সাথে সাথে শব্দ শক্তি উৎপন্ন হয় এবং পেরেক, কাঠ ও হাতুড়িতে তাপশক্তি উৎপন্ন হয়।

শক্তি থাকলেই সবসময় সেই শক্তি ব্যবহার করা যায় না।  যেমন- পৃথিবীর সমুদ্রে বিশাল পরিমাণ তাপশক্তি রয়েছে। সেই শক্তি আমরা ব্যবহার করতে পারি না। আবার, যখনই শক্তিকে একটি রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তন করা হয়, তখন খানিকটা হলেও শক্তির অপচয় ঘটে। মূলত এই অপচয়টা হয় তাপশক্তিতে এবং সেটা আমরা
ব্যবহার করার জন্য ফিরে পাই না।

বিজ্ঞানী আইনস্টাইনের থিওরি অব রিলেটিভিটিতে বলা হয়েছে যে বস্তুর ভর আর শক্তি একই ব্যাপার এবং ভর m কে যদি শক্তিতে রূপান্তরিত করা যায় তাহলে সেই শক্তি E এবং এর পরিমাণ হচ্ছে E = mc² যেখানে হচ্ছে আলোর বেগ।

নিউক্লিয়ার বিক্রিয়ার পর যে বাড়তি নিউট্রন বের হয় কোনোভাবে সেগুলোকে অন্য কোথাও শোষণ করিয়ে নিতে পারলেই নিউক্লিয়ার বিক্রিয়া বন্ধ হয়ে যায়। নিউট্রনকে শোষণ করার জন্য বিশেষ ধরনের রড নিউক্লিয়ার রি-অ্যাক্টরে থাকে যেগুলোকে বলে কন্ট্রোল রড। সেগুলো দিয়ে নিউক্লিয়ার রি-অ্যাক্টরকে নিয়ন্ত্রণ করা হয়।

ক্ষমতা হচ্ছে কাজ করার হার বা শক্তির রূপান্তরের হার। কাজ বা শক্তির মতো ক্ষমতাও স্কেলার রাশি। ক্ষমতার একক ওয়াট (W) এবং মাত্রা ML²T^-3.

আমরা জানি, ক্ষমতা=কাজ/সময়

আবার, কাজের মাত্রা, [W]=ML²T^-2 এবং সময়ের মাত্রা = T

ক্ষমতার মাত্রা, [P] = ML²T^-3.

আমরা জানি, ক্ষমতা=কাজ/সময়

আবার, কাজের একক জুল (J); সময়ের একক সেকেন্ড (s)

ক্ষমতার একক=জুল/সেকেন্ড=Js^-1 =W

অশ্ব ক্ষমতা হলো ক্ষমতার ব্যবহারিক একক। প্রতি সেকেন্ডে 746 জুল কাজ করার ক্ষমতাকে এক অশ্ব ক্ষমতা (H.P) বলে। অর্থাৎ 1 H.P = 746 Js^-1

= 746 watt [এক অশ্ব ক্ষমতা এক ওয়াটের 746 গুণ]

আবার, 550 পাউন্ড ভরের কোনো বস্তুকে অভিকর্ষের বিরুদ্ধে এক সেকেন্ডে এক ফুট উঠানোর ক্ষমতাকে এক অশ্ব ক্ষমতা বলে।

3 H.P=3$\times$746 W=2238 W
কোনো ইঞ্জিনের ক্ষমতা 3 HP বলতে বোঝায় ইঞ্জিনটি প্রতি সেকেন্ডে 2238J কাজ করতে পারে।

10 kW ক্ষমতার ইঞ্জিন বলতে বুঝায় ইঞ্জিনটি দ্বারা প্রতি সেকেন্ডে 10 kJ কাজ করা যায়। অর্থাৎ ইঞ্জিনটি এক সেকেন্ডে 10 কিলোজুল শক্তি খরচ করে।

কাজ ও ক্ষমতার মধ্যে পার্থক্য নিচে দেওয়া হলো-

বস্তুর কাজ করার সামর্থাই হলো শক্তি। অন্যদিকে বস্তু একক সময়ে যে পরিমাণ কাজ করতে পারে' তা হলো ঐ বস্তুর ক্ষমতা। ক্ষমতা দ্বারা বিভিন্ন বস্তুর কাজের হার জানা যায় বলে বস্তুসমূহের সামর্থ্য বোঝা যায়। কিন্তু শক্তি কেবল মোট কাজের পরিমাণ হওয়ায় এর দ্বারা বস্তুসমূহের সামর্থ্য বোঝা যায় না। তাই শক্তি ও ক্ষমতাকে দুটি ভিন্ন রাশি হিসেবে বিবেচনা করা হয়।

এখানে,

ভর, m = 800kg

সময়, t = 20s

উচ্চতা, h = 10m

ক্ষমতা, P=?

আমরা জানি,

$$\begin{gathered} P=\frac{W}{t}=\frac{mgh}{t} \\ =\frac{800\times 9.8\times 10}{20} \\ =3920 W \end{gathered}$$

এখানে,

ভর, m = 40 kg

বেগ, v= 0.5 ms^-1

ক্ষমতা, P =?

আমরা জানি, P=Fv

= mgv

= 40 $\times$9.8 $\times$0.5 = 196 W

এখানে,

ভর, m = 500 kg

বেগ, v= 0.2 ms ক্ষমতা, P = ?

আমরা জানি,

P = mgv

= 500 $\times$9.8 $\times$ 0.2

= 980 W  

= 1.3 H.P

কর্মদক্ষতা বলতে মোট যে কার্যকর শক্তি পাওয়া যায় এবং মোট যে শক্তি দেওয়া হয়েছে তার অনুপাতকে বুঝায়। একে সাধারণত শতকরা হিসেবে প্রকাশ করা হয়ে থাকে।

কর্মদক্ষতা =লভ্য কার্যকর শক্তি/মোট প্রদত্ত শক্তি $\times$১০০

আবার ক্ষমতার মাধ্যমেও কর্মদক্ষতা পাওয়া যায় সেক্ষেত্রে

কর্মদক্ষতা =লভ্য কার্যকর শক্তি/মোট প্রদত্ত শক্তি

আমরা জানি, কর্মদক্ষতা,  $\eta$= লভ্য কার্যকর শক্তি/মোট প্রদত্ত শক্তি$\times$১০০%

সুতরাং কোনো যন্ত্রের কমদক্ষতা 70% বলতে বুঝায় যে, এই যন্ত্রে যদি 100J শক্তি দেওয়া হয় তাহলে যন্ত্র থেকে লভ্য কার্যকর শক্তি হবে 70 J

এখানে,

প্রদত্ত মোট শক্তি = 1000 MJ

লভ্য কার্যকর শক্তি = 450 MJ

কর্মদক্ষতা, $\eta$ = ?

আমরা জানি,

কর্মদক্ষতা, $\eta$= লভ্য কার্যকর শক্তি/ প্রদত্ত মোট শক্তি × 100%

$\frac{450 MJ}{10000 MJ}\times 100\%$

=45%

এখানে,

সরবরাহকৃত শক্তি, E' = 90J

কর্মদক্ষতা, $\eta$ = 45%

কাজে রূপান্তরিত শক্তি, E=?

আমরা জানি,

$$\begin{gathered} \eta =\frac{E}{E\text{'}} \\ E=\eta E\text{'} \\ =45\%\times 90 J \\ =40.5 J \end{gathered}$$

এখানে,
ভর, m = 15kg
উচ্চতা, h = 20m
ক্ষমতা, P = 500W
সময়, t = 10s

লভ্য কার্যকর শক্তি,

W = mgh

=15 $\times$9.8 $\times$ 20

= 2940 J

প্রদত্ত শক্তি, W' = Pt = 500 $\times$10 - 5000J

শক্তির অপচয়= 5000J-2940J = 2060J

এখানে, প্রতি ধাপে অপচয় = 20%

প্রতি ধাপে কর্মদক্ষতা (100-20)%= 80% = 0.8

তিন ধাপ পরে কর্মদক্ষতা (0.8$\times$0.8$\times$ 0.8) $\times$100% = 51.2%

বল প্রয়োগের ফলে বস্তুর সরণ বলের দিকে ঘটলে সেই কাজকে বলের দ্বারা কাজ বলে।

বল প্রয়োগের ফলে যদি বলের প্রয়োগবিন্দু বলের বিপরীত দিকে সরে যায় বা বলের বিপরীতদিকে সরণের উপাংশ থাকে তাহলে সেই কাজকে ঋণাত্মক কাজ বলে।

কোনো বস্তুর ওপর বল প্রয়োগের ফলে যদি বলের প্রয়োগ বিন্দুর সরণ হয়, তাহলে প্রযুক্ত বল কাজ করেছে বলা হয়।

কাজের একক জুল (J)

বস্তুর কাজ করার সামর্থ্যকে শক্তি বলে।

কোনো বস্তুর ওপর এক নিউটন বল প্রয়োগের ফলে যদি বস্তুটির বলের দিকে এক মিটার (m) সরণ হয় তবে সম্পন্ন কাজের পরিমাণকে এক জুল (J) বলে।

কোনো বস্তুর অবস্থান বা গতির কারণে তার মধ্যে যে শক্তি নিহিত থাকে তাকে যান্ত্রিক শক্তি বলে।

নিউক্লিয় ফিশন বিক্রিয়ায় উৎপন্ন শক্তিই নিউক্লিয় শক্তি।

কোনো গতিশীল বস্তু তার গতির জন্য কাজ করার যে সামর্থ্য লাভ করে তাকে গতিশক্তি বলে।

স্বাভাবিক অবস্থান বা অবস্থা থেকে পরিবর্তন করে কোনো বস্তুকে অন্য কোনো অবস্থান বা অবস্থায় আনলে বস্তু কাজ করার যে সামর্থ্য অর্জন করে তাকে স্থিতিশক্তি বা বিভবশক্তি বলে।

অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে কাজ করে কোনো বস্তুর অবস্থানে পরিবর্তন করলে বন্ধু কাজ করার যে সামর্থ্য লাভ' করে তাকে অভিকর্ষজ বিভব শক্তি বলে।

ভূ-তাত্ত্বিক পরিবর্তনের ফলে গলিত ম্যাগমা উপরের দিকে উঠে যে স্থানে জমা হয় তাকে হটস্পট বলে।

পৃথিবীর অভ্যন্তরে যে তাপীয় শক্তি জমা থাকে তাই ভূতাপীয় শক্তি।

বায়োমাস হলো সেই সকল জৈব পদার্থ যাদেরকে শক্তিতে রূপান্তরিত করা যায়। আর এই বায়োমাস থেকে প্রাপ্ত শক্তিকে বায়োমাস শক্তি বলে।

প্রাকৃতিক গ্যাসের প্রধান উপাদান মিথেন।

যে শক্তির সরবরাহ সহজে ফুরায় না এবং নবায়ন করা যায় সেটিই নবায়নযোগ্য শক্তি।

সূর্য থেকে যে শক্তি পাওয়া যায় তাকে সৌরশক্তি' বলে।

যে বিক্রিয়ায় পরমাণুর নিউক্লিয়াসের পরিবর্তন ঘটে তাকে নিউক্লিয় বিক্রিয়া বলে।

নিউক্লিয়ার বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে নিউট্রনকে শোষণ করার জন্য যে বিশেষ ধরনের রড নিউক্লিয়ার রি-অ্যাক্টরে থাকে তাকে কন্ট্রোল রড বলে।

শক্তির নিত্যতা সূত্রটি হলো- শক্তি অবিনশ্বর, শক্তির সৃষ্টি বা ধ্বংস নেই।' এটি কেবল একরূপ হতে অন্য এক বা একাধিক রূপে পরিবর্তিত হতে পারে। রূপান্তরের পূর্বে ও পরে মোট শক্তির পরিমাণ নির্দিটি, এবং অপরিবর্তনীয়।।

জলবিদ্যুৎ উৎপাদনে পানির বিভব শক্তি ব্যবহৃত হয়।

কাপ্তাই বিদ্যুৎ উৎপাদন কেন্দ্রে পানির বিভব শক্তিকে ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়।

1 MeV সমান 1.6 × 10^-13 J

ক্ষমতা হচ্ছে কাজ করার বা শক্তি রূপান্তরের হার।

এক সেকেন্ডে এক জুল কাজ করার ক্ষমতাকে এক ওয়াট বলে।

কোনো যন্ত্রের লভ্য কার্যকর শক্তি ও মোট প্রদত্ত শক্তির অনুপাতকে ঐ যন্ত্রের কর্মদক্ষতা বলে।

সিঁড়ি দিয়ে ছাদে উঠতে দেহের অভিকর্ষ বলের বিরুদ্ধে কাজ করতে হয়। ফলে অভিকর্ষ বলের বিপরীতে বল প্রয়োগ করে ছাদে উঠতে হয়। তাছাড়া ছাদে উঠার সময় প্রতিনিয়ত দেহে বিভবশক্তি জমা হতে থাকে। এ কারণে সিঁড়ি দিয়ে ছাদে উঠতে দেহের বেশি ক্লান্তি লাগে। কিন্তু নামার সময় দেহের কোনো বল প্রয়োগ করতে হয় না। এক্ষেত্রে অভিকর্ষজ বল দ্বারাই কাজ সম্পাদিত হয়। তাছাড়া নামার সময় দেহের মধ্যে সঞ্চিত বিভবশক্তি কমতে থাকে। ফলে সিঁড়ি দিয়ে নামার সময় ক্লান্তি কম অনুভব হয়।

আমরা জানি, কাজ = বল $\times$ বলের দিকে সরণের উপাংশ। একারণে একই বল প্রয়োগের ফলে একই পরিমাণ সরণ বলের সাপেক্ষে বিভিন্ন দিকে হলে কাজ বিভিন্ন হবে। যেমন, F বল প্রয়োগের ফলে বলের দিকে সরণ s হলে, কাজ W= Fs
এখন চলন্ত সিড়ি দিয়ে উপরে উঠার ক্ষেত্রে সিড়ির প্রয়োগকৃত বলের সাপেক্ষে এটি ধনাত্মক কাজ করে। কারণ চলন্ত সিড়ি দিয়ে উপরে, উঠার ক্ষেত্রে আমরা কোনো বল প্রয়োগ করি না। এক্ষেত্রে সিড়ি অভিকর্ষ বলের বিপরীতে বল প্রয়োগ করে এবং আমাদের সরণও অভিকর্ষ বলের বিপরীতে ঘটে। আর বল প্রয়োগের দিকে সরণ ঘটে বলে এটি ধনাত্মক কাজ হিসেবে বিবেচিত হবে।

250 J কাজ বলতে বুঝায়-
১. 250 N বল প্রয়োগের ফলে বলের দিকে বলের প্রয়োগ বিন্দুকে 1 m সরাতে যে কাজ সম্পাদিত হয়।
২. 1 N বল প্রয়োগের ফলে বলের দিকে বলের প্রয়োগ বিন্দুকে 250 m সরাতে যে কাজ সম্পাদিত হয়।

কাজ=বল $\times$বলের দিকে সরণের উপাংশ। এ কারণে একই বল প্রয়োগের ফলে একই পরিমাণ সরণ বলের সাপেক্ষে বিভিন্ন দিকে হলে কাজ বিভিন্ন হবে। যেমন, F বল প্রয়োগের ফলে বলের দিকে সরণ হলে, কাজ W=Fs। আবার, সরণ যদি বলের সাথেও কোণে হয় তবে কাজ হবে, W = Fs cos θ আবার, সরণ বলের সাথে 90° কোণে হলে, কাজ, W=Fs cos 90° = 0 হয়। অতএব, সমান বল প্রয়োগ করলে সকল ক্ষেত্রে কাজ সমান হয় না।

শক্তি থাকলেই সবসময় সেই শক্তি ব্যবহার করা যায় না। যেমন- পৃথিবীর সমুদ্রে বিশাল পরিমাণ ভাপশক্তি রয়েছে। সেই শক্তি আমরা ব্যবহার করতে পারি না। আবার, যখনই শক্তিকে একটি রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তন করা হয়, তখন খানিকটা হলেও শক্তির অপচয় ঘটে। মূলত এই অপচয়টা হয় তাপশক্তিতে এবং সেটা আমরা ব্যবহার করার জন্য ফিরে পাই না। এজন্য আমরা বলতে পারি যে, শক্তি থাকলেই সবসময় সেই শক্তি ব্যবহার করা যায় না।

কোনো বস্তুর কাজ করার সামর্থ্যই হচ্ছে শক্তি। কাজ করা মানে শক্তিকে এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় রূপান্তরিত করা। এক্ষেত্রে কাজ ও শক্তির একক একই এবং তা হলো জুল (J)।

সমত্বরণে চলমান বস্তুর সময়ের সাথে বেগ বৃদ্ধি পায়। বেগ বৃদ্ধির সাথে সাথে গতিশক্তিও বৃদ্ধি পায়। এক্ষেত্রে গতিশক্তির পরিবর্তন কৃতকাজের সমান। বাহ্যিক বল প্রয়োগে বস্তুতে ত্বরণ সৃষ্টি হয়ে গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়। কিন্তু পড়ন্ত বস্তুর ক্ষেত্রে সমত্বরণ থাকলেও সময়ের সাথে সাথে এর বেগ বৃদ্ধির সাথে সাথে গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় এবং বিভবশক্তি হ্রাস পায়। এক্ষেত্রে সর্বদা বিভবশক্তি ও গতিশক্তির সমষ্টি সমান থাকে। ফলে কোনো শক্তি বৃদ্ধি পায় না।

কোনো বস্তুর কাজ করার সামর্থ্যই হচ্ছে শক্তি। কাজ করা মানে শক্তিকে এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় রূপান্তরিত করা। এক্ষেত্রে কৃতকাজ ও রূপান্তরিত শক্তির পরিমাণ সামান। এর অর্থ হচ্ছে বস্তুটি সর্বমোট যে পরিমাণ কাজ করতে পারে তাই হচ্ছে শক্তি। যেহেতু, কোনো বস্তুর শক্তির পরিমাপ করা হয় তার দ্বারা সম্পন্ন কাজের পরিমাণ থেকে, সুতরাং কাজ ও শক্তির একক একই এবং তা হলো জুল (J)।

আমরা জানি, গতিশক্তি বেগের বর্গের সমানুপাতিক। অর্থাৎ বেগ বাড়লে গতিশক্তিও বাড়ে। আবার পড়ন্ত বস্তুর ক্ষেত্রে আমরা জানি যেকোনো সময়ের বেগ ঐ সময়ের সমানুপাতিক। অর্থাৎ সময়ের সাথে সাথে বেগ বাড়তে থাকে। বেগ বাড়ার কারণে গতিশক্তিও বাড়তে থাকে।

কোনো বস্তুর ভর m এবং বেগ v হলে বস্তুটির গতিশক্তি, T=$\frac{1}{2}$mv² এই সমীকরণে ভর m সর্বদা ধনাত্মক এবং বেগ ধনাত্মক বা ঋণাত্মক যে কোনোটিই হতে পারে। কিন্তু বেগের বর্গ সবসময়ই ধনাত্মক হবে। তাই mv² রাশিটি সবসময়ই ধনাত্মক'। সুতরাং গতিশক্তি ঋণাত্মক হতে পারে না।

পড়ন্ত বস্তু যত নিচে নামতে থাকে এর বেগ তত বৃদ্ধি পেতে থাকে ফলে এর গতিশক্তিও বাড়তে থাকে। কিন্তু শক্তির সংরক্ষণশীলতা নীতি অনুসারে মোট যান্ত্রিক শক্তি ধ্রুব থাকে। এ কারণে গতিশক্তি যতটুকু বাড়ে বিভবশক্তি ঠিক ততটুকু হ্রাস পায়। এক্ষেত্রে মূলত বিভবশক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয় যার ফলে বিভবশক্তি হ্রাস পায়।

স্থিরাবস্থা থেকে একটি স্প্রিংকে টানলে এর অবস্থানের পরিবর্তন ঘটে। ফলে এটি বিভবশক্তি প্রাপ্ত হয়। এ বিভবশক্তিই স্প্রিংকে তার পূর্বাবস্থায় ফিরিয়ে নিয়ে যায়।

m ভরের কোনো বস্তুকে ভূপৃষ্ঠ থেকে h উচ্চতায় উঠাতে কৃতকাজই হচ্ছে বস্তুতে সঞ্চিত বিভব শক্তির পরিমাপ।
আমরা জানি, বিভব শক্তি = বস্তুর ওজন $\times$ উচ্চতা

অর্থাৎ বিভব শক্তি = বস্তুর ভর অভিকর্ষজ ত্বরণ $\times$ উচ্চতা

সমীকরণ থেকে দেখা যায়, উচ্চতা যত বেশি হবে বস্তুর বিভব শক্তিও তত বেশি হবে। অতএব, আমরা বলতে পারি, বিভব শক্তি বস্তুর উচ্চতার উপর নির্ভরশীল।

নিউক্লিয় বিক্রিয়ায় প্রচুর পরিমাণ শক্তি উৎপন্ন হয় সাথে আলফা, বিটা বা গামা প্রভৃতি তেজস্ক্রিয় রশ্মিও নির্গত হয়। এসব তেজস্ক্রিয় রশ্মি জীবদেহের জন্য অত্যন্ত ক্ষতিকর। এ কারণে নিউক্লিয় বিক্রিয়া পরিবেশ বান্ধব নয়।

ভূতাপীয় শক্তিতে তাপের পরিমাণ অনেক বেশি থাকে যা শিলাখণ্ডকে গলিয়ে ফেলে। ভূগর্ভস্থ পানি এই গলিত শিলা বা ম্যাগমার সংস্পর্শে এসে বাষ্পে পরিণত হয়। গর্ত করে পাইপ ঢুকিয়ে উচ্চ চাপে এই বাম্পকে ভূগর্ভ থেকে বের করে আনা যায়। পরে এই বাষ্প দিয়ে টার্বাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা যায়। এভাবে ভূতাপীয় শক্তিকে ব্যবহারযোগ্য করা যায়।

ভূগর্ভস্থ পানি হটস্পটের সংস্পর্শে আসলে বাষ্পে পরিণত। হয়। এ বাষ্প ভূ-গর্ভে আটকা পড়ে যায়। হট স্পটের ওপর গর্ত করে। পাইপ ঢুকিয়ে উচ্চ চাপে এ বাষ্পকে বের করে আনা যায় যা দিয়ে টার্বাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ শক্তি উৎপাদন করা যায়। এভাবেই হটস্পটের সাহায্যে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা যায়।

জীবাশ্ম জ্বালানি হচ্ছে অনবায়নযোগ্য জ্বালানি। শক্তির চাহিদা দিন দিন বৃদ্ধির কারণে এ জীবাশ্ম জ্বালানির উৎসগুলো দ্রুত ফুরিয়ে আসছে। এ উৎসগুলো দ্রুত ফুরিয়ে গেলে শক্তির অভাব প্রকট হবে যা বর্তমান সময়ের সাথে অসামঞ্জস্য। এজন্য জীবাশশ্ম জ্বালানির বিকল্প জ্বালানি অনুসন্ধান করা জরুরি।

পরিবেশের উপর জলবদি্যুৎ কেন্দ্র ক্ষতিকর প্রভাব ফেলছে। পৃথিবীর পুরো শক্তির পাঁচ ভাগের এক ভাগ হচ্ছে নবায়নযোগ্য শক্তি। সেই এক ভাগের বেশির ভাগ হলো জলবিদ্যুৎ। নদীতে বাঁধ দিয়ে বিদ্যুৎ তৈরি করা হয়। নদীর পানি ফুরিয়ে যায় না বলে এ ধরনের বিদ্যুৎ কেন্দ্রের শক্তির উৎসও ফুরিয়ে যায় না। কিন্তু নদীতে বাঁধ দেওয়া হলে পরিবেশের অনেক বড় ক্ষতি হয়। এ কারণে পৃথিবীর মানুষ অনেক সতর্ক হয়ে গেছে।

রান্না করার জন্য আমরা যে তেল ব্যবহার করি সেটা ডিজেলের পরিবর্তে ব্যবহার করা যায়। পৃথিবীতে অনেক ধরনের গাছপালা আছে যেখান থেকে সরাসরি জ্বালানি তেল পাওয়া যায়। পৃথিবীর অনেক দেশেই এটা নিয়ে গবেষণা হচ্ছে, অনেক দেশই (যেমন ব্রাজিল) এ ধরনের বায়োফুয়েল বেশ বড় আকারে ব্যবহার করতে শুরু করেছে। এটি বারবার ব্যবহার করা যায় বলে নবায়নযোগ্য শক্তি হিসেবে গণ্য করা হয়।

জীবদেহ (উদ্ভিদ ও প্রাণী উভয়ই) মাটির নিচে চাপা পড়ে লক্ষ লক্ষ বছর পর তা কয়লা, প্রাকৃতিক গ্যাস বা খনিজ তেল এ পরিণত হয়। শক্তির এসব উৎসকেই জীবাশ্ম জ্বালানি বলা হয়। জীবদেহ থেকে এসব জ্বালানি উৎপন্ন হয় বলে এদের এরূপ নামকরণ করা হয়েছে।

বায়োমাস বলতে সেই সব জৈব পদার্থকে বুঝায় যাদেরকে শক্তিতে রূপান্তর করা যায়। জৈব পদার্থসমূহ যাদেরকে বায়োমাস শক্তির উৎস হিসেবে ব্যবহার করা যায় সেগুলো হচ্ছে গাছ-গাছালী, জ্বালানি কাঠ, কাঠের বর্জ্য, শস্য, ধানের তুষ ও কুড়া, লতা-পাতা, পশু পাখির মল, পৌর বর্জ্য ইত্যাদি। নবায়নযোগ্য শক্তির অন্যতম উৎস বায়োমাস। বায়োমাস থেকে সহজে বায়োগ্যাস উৎপাদন করা যায়। এ গ্যাস আমরা প্রাকৃতিক গ্যাসের বিকল্প হিসেবে রান্নার কাজে এমনকি বিদ্যুৎ উৎপাদনের কাজেও ব্যবহার করতে পারি। এজন্য বায়োমাসকে নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস বলা হয়।

আমাদের সামাজিক জীবনে নবায়নযোগ্য শক্তি ব্যবহারের সুদূর প্রসারী প্রভাব রয়েছে। আমাদের দেশে চাহিদার তুলনায় প্রাকৃতিক শক্তি যেমন কয়লা, খনিজ তেল ও প্রাকৃতিক গ্যাসের মজুদ অতি নগণ্য। তাই আমাদের শক্তির প্রয়োজন মেটাতে অমূল্য বৈদেশিক মুদ্রা ব্যয় করে বিদেশ থেকে খনিজ তেল, কয়লা আমদানি করতে হয়। কিন্তু আমাদের দেশে যে সকল নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস রয়েছে সেগুলো বিশেষ করে বায়োগ্যাস উৎপাদন ও ব্যবহারে পল্লী অঞ্চলের মানুষকে উদ্বুদ্ধ করতে পারলে সহজেই আমাদের পল্লী অঞ্চলের চেহারা বদলে দেওয়া সম্ভব হবে।