দশম শ্রেণির (Class 10) ভৌত বিজ্ঞানের (Physical Science) চতুর্থ অধ্যায় ‘তাপের ঘটনা সমূহ’ (Thermal Phenomena)-এর মধ্যে কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় পদার্থের তাপীয় প্রসারণ (Thermal Expansion), প্রসারণ গুণাঙ্ক, তাপের পরিবহণ (Heat Conduction) এবং তাপীয় রোধ নিয়ে আলোচনা করা হয়। আজকের পোস্টে   এই চ্যাপ্টারের বাছাই করা প্রশ্ন-উত্তরগুলো (Question Answer) শেয়ার করা হল।

মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান

‘তাপের ঘটনা সমূহ’

Metallurgy (চতুর্থ অধ্যায়)

One Liner প্রশ্ন উত্তর

 

★ তাপ প্রয়োগের ফলে কঠিন পদার্থের দৈর্ঘ্য, প্রস্থ ও বেধ সবই প্রসারিত হয়, তাই কঠিনের তাপীয় প্রসারণ হলো: ত্রিমাত্রিক প্রসারণ।
★ কঠিন পদার্থের তাপীয় প্রসারণ মূলত কয় প্রকারের হয়: তিন প্রকারের (দৈর্ঘ্য, ক্ষেত্র ও আয়তন প্রসারণ)।
★ কঠিন পদার্থের দৈর্ঘ্য (α), ক্ষেত্র (β) ও আয়তন (γ) প্রসারণ গুণাঙ্কের মধ্যে গাণিতিক সম্পর্কটি হলো: α = β/2 = γ/3।
★ সেলসিয়াস (α_c) ও ফারেনহাইট (α_F) স্কেলে কঠিনের দৈর্ঘ্য প্রসারণ গুণাঙ্কের সম্পর্কটি হলো: α_F = 5/9α_c।
★ দৈর্ঘ্য প্রসারণ গুণাঙ্ক বা ক্ষেত্র প্রসারণ গুণাঙ্কের মাত্রীয় সংকেত হলো: [θ^-1]।

★ সমদৈর্ঘ্য, প্রস্থ ও উষ্ণতার দুটি ভিন্ন ধাতব পাত (যেমন লোহা ও পিতল) দিয়ে তৈরি যে পাত উষ্ণতার পরিবর্তনে বেঁকে যায়, তাকে বলে: দ্বিধাতব পাত।
★ দ্বিধাতব পাতের ধর্মকে কাজে লাগিয়ে তৈরি করা একধরনের স্বয়ংক্রিয় সুইচকে বলা হয়: থার্মোস্ট্যাট।
★ তরলের নির্দিষ্ট আকার না থাকায় তাপ প্রয়োগে এর কেবল আয়তন প্রসারণ ঘটে, যা মূলত দুই প্রকারের: আপাত প্রসারণ ও প্রকৃত প্রসারণ।
★ তরলের প্রকৃত প্রসারণ গুণাঙ্ক (γ_r), আপাত প্রসারণ গুণাঙ্ক (γ_a) এবং পাত্রের উপাদানের প্রসারণ গুণাঙ্কের (γ_g) মধ্যে সম্পর্কটি হলো: γ_r = γ_a + γ_g।

★ পাত্রের প্রসারণের উপর নির্ভর করে না বলে তরলের একান্ত নিজস্ব ধর্ম বলা হয়: তরলের প্রকৃত প্রসারণ গুণাঙ্ককে।
★ নির্দিষ্ট চাপে নির্দিষ্ট ভরের সব আদর্শ গ্যাসের আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্কের মান সমান, যার মান হলো: 1/273^o C।
★ যে পদ্ধতিতে বস্তুর উষ্ণতর অংশের কম্পনশীল অণুগুলি থেকে স্থানচ্যুতি ছাড়াই শীতলতর অংশে তাপ সঞ্চালিত হয়, তাকে বলে: তাপের পরিবহণ।
★ কোনো পদার্থের তাপ পরিবহণের ক্ষমতাকে বলা হয়: তাপ পরিবাহিতা।
★ SI পদ্ধতিতে তাপ পরিবাহিতাঙ্কের (K) একক হলো: W m^-1 K^-1 বা J s^-1 m^-1 K^-1।

★ CGS পদ্ধতিতে তাপ পরিবাহিতাঙ্কের (K) একক হলো: Cal . cm^-1 . ^o C^-1 . s^-1।
★ তাপ পরিবাহিতাঙ্কের (K) মাত্রীয় সংকেত হলো: [MLT^-3 θ^-1]।
★ যে ধর্মের জন্য কোনো পদার্থ তার মধ্যে দিয়ে তাপের পরিবহণকে বাধা দেয়, তাকে বলে: তাপীয় রোধ।
★ তড়িৎ প্রবাহের ক্ষেত্রে পরিবাহীর রোধ (R)-এর সমতুল্য রাশিটিকে তাপ পরিবহণের ক্ষেত্রে বলা হয়: তাপীয় রোধ (d/KA)।
★ তাপীয় রোধের মাত্রীয় সংকেত হলো: [M^-1 L^-2 T³ θ]।

★ আদর্শ পরিবাহীর তাপ পরিবাহিতাঙ্কের মান অসীম হলেও, আদর্শ কুপরিবাহীর (অন্তরক) ক্ষেত্রে এর মান হয়: শূন্য (0)।
★ তড়িৎপরিবাহিতা অত্যন্ত কম হলেও, যে অধাতব পদার্থটির তাপ পরিবাহিতা খুব বেশি, তা হলো: হিরে।
★ 0^o C থেকে 4^o C উষ্ণতা পর্যন্ত তাপ প্রয়োগে জলের আয়তন প্রসারিত হওয়ার বদলে হ্রাস পায়, জলের এই ঘটনাকে বলে: ব্যতিক্রান্ত প্রসারণ।
★ যে সংকর ধাতুর দৈর্ঘ্য প্রসারণ গুণাঙ্কের মান অন্যান্য ধাতুর তুলনায় অনেক কম হওয়ায় তা পরিমাপক বা মিটার স্কেল তৈরিতে ব্যবহৃত হয়, তা হলো: ইনভার।

 Class 10 প্রশ্ন উত্তর 

তাপের ঘটনা সমূহ

সংক্ষিপ্ত ও ব্যাখ্যামূলক প্রশ্ন উত্তর

 

১. কঠিন পদার্থের তাপীয় প্রসারণ বলতে কী বোঝো? এটি কয় প্রকারের হয়?

উত্তর: তাপ প্রয়োগ করার ফলে কঠিন পদার্থের আকার বা আয়তন বেড়ে যাওয়ার ঘটনাকেই কঠিনের তাপীয় প্রসারণ বলা হয়। যেহেতু কঠিন পদার্থের নির্দিষ্ট আকার ও আয়তন থাকে, তাই এর প্রসারণ মূলত তিন ধরনের হয়ে থাকে:

• দৈর্ঘ্য বা রৈখিক প্রসারণ: তাপ প্রয়োগে বস্তুর কেবল দৈর্ঘ্যের বৃদ্ধি।

• ক্ষেত্র প্রসারণ: তাপ প্রয়োগে বস্তুর পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফলের বৃদ্ধি।

• আয়তন প্রসারণ: তাপ প্রয়োগে বস্তুর সামগ্রিক আয়তন বা ঘনফলের বৃদ্ধি।

২. দ্বিধাতব পাত কী? এর একটি ব্যবহারিক প্রয়োগ উল্লেখ করো।

উত্তর: সমান দৈর্ঘ্য, প্রস্থ ও বেধযুক্ত দুটি আলাদা ধাতুর পাতকে (যেমন— লোহা ও পিতল) রিভেট করে শক্তভাবে জোড়া লাগিয়ে যে যুগ্ম পাত তৈরি করা হয়, তাকে দ্বিধাতব পাত বলে। তাপ প্রয়োগ করলে এই দুই ধাতুর প্রসারণ আলাদা মাত্রায় হয় বলে পাতটি বেঁকে যায়।

প্রয়োগ: থার্মোস্ট্যাট বা স্বয়ংক্রিয় সুইচ তৈরিতে দ্বিধাতব পাত ব্যবহার করা হয়, যা নির্দিষ্ট উষ্ণতায় পৌঁছালে বৈদ্যুতিক বর্তনীকে স্বয়ংক্রিয়ভাবে বিচ্ছিন্ন করতে সাহায্য করে (যেমন- ইস্ত্রি বা গিজারে)।

৩. তরলের আপাত ও প্রকৃত প্রসারণের মধ্যে কোনটিকে তরলের নিজস্ব ধর্ম বলা হয় এবং কেন?

উত্তর: তরলের প্রকৃত প্রসারণকেই তরলের নিজস্ব ধর্ম বলা হয়।

তরলের নিজস্ব কোনো আকার না থাকায় একে পাত্রে রেখে উত্তপ্ত করতে হয়। ফলে তাপ প্রয়োগে তরলের সঙ্গে সঙ্গে পাত্রেরও প্রসারণ ঘটে। পাত্রের প্রসারণকে হিসেবে না ধরে কেবল তরলের যে প্রসারণ দেখা যায়, তা হলো ‘আপাত প্রসারণ’। পাত্রের উপাদান বদলালে আপাত প্রসারণও বদলে যায়।

অন্যদিকে, পাত্রের প্রসারণ এবং তরলের আপাত প্রসারণ যোগ করলে তরলের যে মোট প্রসারণ পাওয়া যায়, তাকে ‘প্রকৃত প্রসারণ’ বলে। পাত্রের উপাদানের ওপর নির্ভর না করে এটি সব ক্ষেত্রে একই থাকে, তাই এটিই তরলের নিজস্ব ধর্ম।

৪. তাপ পরিবাহিতাঙ্ক বা তাপ পরিবাহিতা কাকে বলে?

উত্তর: কোনো পদার্থের তাপ পরিবহণ করার ক্ষমতাকেই তার তাপ পরিবাহিতা বলে।

বিজ্ঞানের ভাষায় বলতে গেলে— একক বেধ এবং একক ক্ষেত্রফল বিশিষ্ট কোনো পদার্থের আয়তাকার ফলকের দুই বিপরীত দিকের পৃষ্ঠের উষ্ণতার পার্থক্য যদি ১ ডিগ্রি হয়, তবে স্থিতাবস্থায় এক পৃষ্ঠ থেকে বিপরীত পৃষ্ঠে লম্বভাবে একক সময়ে যে পরিমাণ তাপ পরিবাহিত হয়, তাকেই ওই নির্দিষ্ট পদার্থের তাপ পরিবাহিতাঙ্ক বলা হয়।

৫. কাঁচের বোতলে টিনের ছিপি শক্তভাবে আটকে গেলে, ছিপিটি খোলার জন্য গরম জল ব্যবহার করা হয় কেন?

উত্তর: কাঁচের বোতলের মুখে আটকে থাকা টিনের ছিপির ওপর গরম জল ঢাললে ছিপিটি সহজেই খুলে যায়। এর কারণ হলো, কাঁচের তুলনায় টিনের (ধাতু) দৈর্ঘ্য প্রসারণ গুণাঙ্ক অনেক বেশি। গরম জলের তাপে কাঁচের বোতলের মুখের তুলনায় টিনের ছিপিটি অনেক দ্রুত ও বেশি মাত্রায় প্রসারিত হয়। ফলে ছিপিটি আলগা হয়ে যায় এবং সহজেই খুলে নেওয়া যায়।

৬. একটি লোহার গোলককে উত্তপ্ত করা হলে এর ব্যাসার্ধ, পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল এবং আয়তনের মধ্যে কোনটির বৃদ্ধির হার সবচেয়ে বেশি এবং কোনটির সবচেয়ে কম হবে?

উত্তর: কোনো ত্রিমাত্রিক কঠিন বস্তুকে উত্তপ্ত করলে তার দৈর্ঘ্য, ক্ষেত্রফল ও আয়তন তিনটিরই প্রসারণ ঘটে। এক্ষেত্রে লোহার গোলকটির আয়তনের বৃদ্ধির হার হবে সবচেয়ে বেশি এবং ব্যাসার্ধের (রৈখিক প্রসারণ) বৃদ্ধির হার হবে সবচেয়ে কম।

৭. শীতকালে বৈদ্যুতিক বা টেলিফোনের তার টানটান করে না রেখে দুটি খুঁটির মাঝে কিছুটা ঝুলিয়ে রাখা হয় কেন?

উত্তর: ঋতু পরিবর্তনের সাথে সাথে তাপমাত্রার ওঠানামায় ধাতব তারের দৈর্ঘ্য বাড়ে ও কমে। গ্রীষ্মকালে প্রচণ্ড গরমে তার প্রসারিত হয়ে ঝুলে পড়ে, আবার শীতকালে ঠান্ডায় তার সংকুচিত হয়। যদি দুটি খুঁটির মাঝে তার একদম টানটান করে বাঁধা থাকে, তবে শীতকালে ঠান্ডায় সংকুচিত হওয়ার সময় অতিরিক্ত টানের সৃষ্টি হবে এবং তারটি ছিঁড়ে যেতে পারে। এই দুর্ঘটনা এড়াতেই তার কিছুটা ঝুলিয়ে রাখা হয়।

আজকের এই পোস্টে  দশম শ্রেণির ভৌতবিজ্ঞান চতুর্থ অধ্যায় ‘তাপের ঘটনাসমূহ’ থেকে বাছাই করা গুরুত্বপূর্ণ কিছু ওয়ান-লাইনার (One-liner) শেয়ার করা হল। এখানে প্রতিটি পয়েন্ট খুব সহজ ভাষায় দেওয়া হয়েছে, যাতে   MCQ এবং SAQ—সব ধরনের শর্ট প্রশ্নের প্রস্তুতি নিতে সুবিধা হবে।