Lesson 4

তাপের ঘটনাসমূহ
---------------------------

1. Short Answer Question

1. একটি থার্মোমিটার কুণ্ডকে হঠাৎ গরম জলের মধ্যে ডোবালে দেখা যায় পারদের লেভেল প্রথমে সামান্য কমে কিন্তু পরে ওপরে ওঠে। এর কারণ কী?
 
উত্তর: থার্মোমিটার কুণ্ডটি কাচনির্মিত। থার্মোমিটার কুন্ডকে হঠাৎ করে গরম জলের মধ্যে ডোবালে কাচ গরম জল থেকে তাপ সংগ্রহ করে নিজে প্রসারিত হয়। কাচ তাপের কুপরিবাহী তাই এত তাড়াতাড়ি তাপকে কুন্ডের ভিতরের পারদে সঞ্চালিত করতে পারে না। কাচ প্রসারিত হয় বলে নলে পারদের লেভেল সামান্য কমে। এরপর কাচের মাধ্যমে তাপ পারদে সঞ্চালিত হলে পারদ প্রসারিত হতে শুরু করে, তাই নলে পারদের লেভেল বাড়তে থাকে।
 
2. একটি তরলের প্রকৃত প্রসারণ গুণাঙ্ক  এবং পাত্রের উপাদানের দৈর্ঘ্য প্রসারণ গুণাঙ্ক । কী শর্তে তরলটির আপাত প্রসারণ গুণাঙ্ক থাকবে না?

উত্তর: পাত্রের আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্ক, g= 3  
:. তরলের আপাত প্রসারণ গুণাঙ্ক, a = - g
a = 0 হওয়ার শর্ত হল, - g  = 0
বা, = g  বা, = 3
 
3. তরলের প্রকৃত প্রসারণ গুণাঙ্ক কাকে বলে? এর রাশিমালাটি লেখো। তরলের প্রকৃত প্রসারণ গুণাঙ্কের একক কী?

উত্তর: কোনো তরল পদার্থের প্রতি একক উন্নতা বৃদ্ধিতে, প্রতি একক আয়তনে যে পরিমাণ প্রকৃত প্রসারণ হয়, তাকে ওই তরলের প্রকৃত প্রসারণ গুণাঙ্ক বলে। মনে করি, t1 উন্নতায় নির্দিষ্ট ভরের কোনো তরল পদার্থের আয়তন এবং উন্নতা বৃদ্ধি  t2 করা হলে তরলটির প্রকৃত আয়তন হয় v2 ।  
:.   তরলের প্রকৃত প্রসারণ গুণাঙ্ক,  r = v2  - v1v1(t2 - t1)  তরলের প্রকৃত প্রসারণ গুণাঙ্কের 
একক হল  °c-1
 
4. তরলের আপাত প্রসারণ কাকে বলে? তরলের আপাত প্রসারণ কোন্ কোন্ বিষয়ের ওপর নির্ভরশীল? 1+2
 
উত্তর: কোনো তরল পদার্থকে যে পাত্রে রেখে উত্তপ্ত করা হয় সেই পাত্রের প্রসারণকে অগ্রাহ্য করে তরলের যে প্রসারণ পাওয়া যায়, তাকে ওই তরলের আপাত প্রসারণ বলা হয়।
তরলের আপাত প্রসারণ নিম্নলিখিত বিষয়গুলির ওপর নির্ভরশীল— ① তরলের প্রাথমিক আয়তন, ② উন্নতা বৃদ্ধি, ও তরলের প্রকৃতি ও ④ পাত্রের উপাদান।
 
5. তরলের আপাত প্রসারণ গুণাঙ্ক কাকে বলে? এর রাশিমালাটি লেখো।  
 
উত্তর: কোনো তরল পদার্থের প্রতি একক উয়তা বৃদ্ধিতে, প্রতি একক আয়তনে যে পরিমাণ আপাত প্রসারণ হয় তাকে তরলের আপাত প্রসারণ গুণাঙ্ক বলে। মনে করি, t1 উয়তায় নির্দিষ্ট ভরের কোনো তরল পদার্থের আয়তন  v1 এবং উন্নতা বৃদ্ধি  t2করা হলে তরলটির আপাত আয়তন হয়  v2 
:. তরলের   আপাত প্রসারণ গুণাঙ্ক, a = v2 - v1v1(t2 - t1)
 
6. ইস্পাতের তৈরি প্লেটের একটি ছিদ্র পিতলের চাকতি দ্বারা দৃঢ়ভাবে আটকানো আছে। চাকতিটিকে ছিদ্র থেকে খোলার জন্য কী করতে হবে?

উত্তর: পিতলের দৈর্ঘ্য প্রসারণ গুণাঙ্ক ইস্পাত অপেক্ষা বেশি। আবার, কঠিন পদার্থের ক্ষেত্র প্রসারণ গুণাঙ্ক = 2 × দৈর্ঘ্য প্রসারণ গুণাঙ্ক। সুতরাং একই উন্নতা হ্রাস বা বৃদ্ধিতে পিতলের ক্ষেত্রফল ইস্পাত অপেক্ষা বেশি কমে বা বাড়ে। তাই প্লেটটিকে ঠান্ডা করলে অর্থাৎ প্লেটটির তাপমাত্রা হ্রাস করলে ইস্পাত অপেক্ষা পিতলের ক্ষেত্রফল বেশি কমে যায়। ফলে চাকতিটি প্লেট থেকে আলগা হয়ে যাবে ও ছিদ্র থেকে খোলা যাবে। তাই চাকতিটি ছিদ্র থেকে খোলার জন্য প্লেটের উন্নতা হ্রাস করতে হবে।

7. কঠিনের আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্কের সংজ্ঞা দাও এবং এর গাণিতিক রূপটি লেখো। 2+1 

উত্তর: কোনো কঠিন পদার্থের একক উয়তা বৃদ্ধিতে, প্রতি একক আয়তনে যে আয়তন প্রসারণ হয়, তাকে ওই পদার্থের আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্ক বলা হয়। মনে করা যাক, t₁ উয়তায় কোনো কঠিন পদার্থের আয়তন V₁ এবং উয়তা বৃদ্ধি করে t₂ করা হলে আয়তন হয় V₂ সংজ্ঞানুসারে, কঠিন পদার্থটির আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্ক,
  = V2  - V1 V1(t2- t1 )
 

8. একটি পরীক্ষার সাহায্যে দেখাও যে, উন্নতা বৃদ্ধি করলে কঠিন পদার্থের প্রসারণ হয়।

উত্তর: একটি স্ট্যান্ড (S), একটি হুক (H), একটি বল (B) ও একটি আংটা (R) নেওয়া হল [চিত্র 4]। আংটা (R) -টিকে হুকের (H) নীচে স্ট্যান্ডের মাঝখানে ভালোভাবে আটকানো হল। এবারে একটি সুতোর সাহায্যে বলটিকে (B) হুক (H) থেকে ঝুলিয়ে দেওয়া হল। বল ও আংটা আলাদা ধাতুর তৈরি। আংটার মাপ এমন নেওয়া হল যাতে সাধারণ তাপমাত্রায় বলটি আংটার মধ্যে কোনোরকমে গলে যায়। এবার বলটিকে কিছুক্ষণ গরম করে আংটার মধ্য দিয়ে গলানোর চেষ্টা করলে দেখা গেল বলটি আংটার মধ্য দিয়ে আর গলছে না। বলটিকে আবার ঠান্ডা করে আংটার মধ্য দিয়ে গলানোর চেষ্টা 
করলে দেখা যাবে বলটি আংটার মধ্য দিয়ে গলে যাচ্ছে।

এই ঘটনা থেকে বোঝা যায়, তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে কঠিন পদার্থের প্রসারণ হয় ও তাপমাত্রা হ্রাস করলে কঠিন পদার্থ সংকুচিত হয়। এখানে বলটিকে উত্তপ্ত করার ফলে বলের আয়তন বেড়ে যায়, কিন্তু আংটার তাপমাত্রা একই থাকায় তার কোনোরকম প্রসারণ হয়নি। ফলে উত্তপ্ত অবস্থায় বলটি আংটার মধ্যে দিয়ে গলেনি। আবার বলটিকে ঠান্ডা করে ঘরের তাপমাত্রায় আনা হলে প্রসারিত বলটি সংকুচিত হয়ে পূর্বের আয়তন ফিরে পায় তাই বলটি আংটার মধ্য দিয়ে গলে যায়।

9. রেললাইনের পরপর দুটি রেলের জোড়ার মুখে কিছুটা ফাঁক রাখা হয় কেন?

উত্তর: রেললাইন পাতার সময় দুটি রেলের জোড়ার মুখে কিছুটা ফাঁক রাখা হয়। যে-কোনো জায়গায় শীতকালে তাপমাত্রা কম থাকে এবং গ্রীষ্মকালে তাপমাত্রা বেশি হয়। এই তাপমাত্রা ব্যবধানের জন্য এবং চাকা ও রেলের ঘর্ষণের ফলে তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য দৈর্ঘ্য যতটা প্রসারিত হতে পারে, সেটাগুরুত্ব দিয়ে দুটি লাইনের মাঝে ফাঁক রাখা হয়। এটি না করা হলে লাইন বেঁকে গিয়ে দুর্ঘটনা ঘটতে পারে। নাটবল্টু ফাঁক নাটবল্টু আঁটার ছিদ্র ফিপ্লেট
চিত্র 5

10. দুটি খুঁটির মাঝে টেলিফোন বা বৈদ্যুতিক তারকে কিছুটা ঝুলিয়ে রাখা হয় কেন?

উত্তর: গ্রীষ্মকালে তাপমাত্রা বেশি থাকার জন্য দুটি খুঁটির মাঝে থাকা টেলিফোন বা বৈদ্যুতিক তার প্রসারিত হয় এবং শীতকালে তাপমাত্রা কম থাকার জন্য সংকুচিত হয়। যদি তারকে দুটি খুঁটির মাঝে টানটান করে রাখা হয় তাহলে শীতকালে সংকোচনের ফলে যে তাপীয় টানের উদ্ভব হয় তার ফলে তারটি হয় ছিঁড়ে যাবে না হলে খুঁটি হেলে যাবে।

11. মাটির উনুনের লোহার শিকগুলি দৃঢ়ভাবে না গেঁথে আলগাভাবে গাঁথা হয় কেন?

উত্তর: রান্না করার সময় উনুনের ভিতরের তাপমাত্রা অনেক বেশি হয় ফলে লোহার শিকগুলির তাপীয় প্রসারণ হয়। যদি লোহার শিকগুলি দৃঢ়ভাবে লাগানো থাকত তাহলে তাপীয় প্রসারণের ফলে শিকগুলি বেঁকে যেত এবং তাপীয় পীড়নের প্রভাবে উনুন ফেটে যেত। এই কারণে মাটির উনুনের লোহার শিকগুলি দৃঢ়ভাবে না গেঁথে আলগাভাবে গাঁথা হয়।

12. গোরুর গাড়ির চাকায় কীভাবে বেড় পরানো হয়?

উত্তর: গোরুর গাড়ির চাকা কাঠের তৈরি হয়। এই চাকায় যে লোহার বেড় পরানো হয় তার ব্যাসার্ধ চাকার তুলনায় কিছুটা কম হয়। লোহার বেড়টিকে সুষমভাবে উত্তপ্ত করা হলে বেড়ের ব্যাসার্ধ বেড়ে যায়। এখন বেড়ের ব্যাসার্ধ চাকার চেয়ে সামান্য বেশি হলে বেড়টিকে চাকায় পরিয়ে জল ঢেলে ঠান্ডা করা হয়। ফলে বেড়টি সংকুচিত হতে চায়। কিন্তু সংকোচনের সুযোগ কম থাকায় তাপীয় টানের উদ্ভব হয় এবং বেড়টি চাকাতে দৃঢ়ভাবে আটকে যায়।

13. লোহার সেতুর একপ্রান্ত রোলারের ওপর রাখা হয় কেন?
উত্তর: লোহার সেতুর একপ্রান্ত দৃঢ়ভাবে আটকে অপর প্রান্ড রোলারের ওপর রাখা হয়। এর কারণ হল, গ্রীষ্মকালে উয়তা বেশি হওয়ার জন্য লোহার সেতুটি খুব উত্তপ্ত হয়ে যায়। ফলে ওই মুক্ত প্রান্তটি রোলারের ওপর দিয়ে প্রসারিত হয়। রোলার না থাকলে প্রসারণের জন্য সেতুটি বেঁকে যেতে পারে এবং ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে। রোলার
 
     👉Paid Answer (For Membership User)

Editing By:- Lipi Medhi