[pmpro_checkout]
বিষয়: পরিবেশ ও বিজ্ঞান (সপ্তম শ্রেণি)
অধ্যায় ১ (ভৌত পরিবেশ): তাপ (প্রকল্প নোটস)
মূল ধারণা ও প্রশ্নাবলী
১. তাপ (Heat) ও উষ্ণতা (Temperature)-র মধ্যে দুটি প্রধান পার্থক্য লেখো।
উত্তর:
| বিষয় | তাপ (Heat) | উষ্ণতা (Temperature) |
|---|---|---|
| সংজ্ঞা | তাপ এক প্রকার শক্তি, যা গ্রহণ করলে বস্তু গরম হয় এবং বর্জন করলে ঠান্ডা হয়। | উষ্ণতা হলো বস্তুর তাপীয় অবস্থা, যা ঠিক করে বস্তুটি অন্য বস্তুকে তাপ দেবে, না অন্য বস্তু থেকে তাপ নেবে। |
| পরিমাপ | তাপ পরিমাপ করা হয় ‘ক্যালোরি’ বা ‘জুল’ এককে। | উষ্ণতা পরিমাপ করা হয় ‘ডিগ্রি সেলসিয়াস’ বা ‘ডিগ্রি ফারেনহাইট’ এককে, থার্মোমিটারের সাহায্যে। |
২. থার্মোমিটারের সাহায্যে কীভাবে উষ্ণতা মাপা হয়?
উত্তর: থার্মোমিটারে সাধারণত পারদ বা অ্যালকোহল ব্যবহার করা হয়। কোনো বস্তুর সংস্পর্শে এলে ওই বস্তুর উষ্ণতার প্রভাবে থার্মোমিটারের ভিতরের তরল পদার্থের (পারদ) প্রসারণ বা সংকোচন ঘটে। এই প্রসারণের ফলে তরলটি সরু কাচনল বেয়ে কতটা উপরে উঠল বা নামল, তা থার্মোমিটারের গায়ে আঁকা স্কেল (সেলসিয়াস বা ফারেনহাইট) থেকে পাঠ করে বস্তুটির উষ্ণতা মাপা হয়।
৩. সেলসিয়াস ও ফারেনহাইট স্কেলের নিম্ন ও উচ্চ স্থিরাঙ্ক কত?
উত্তর:
- সেলসিয়াস স্কেল: নিম্ন স্থিরাঙ্ক (বরফের গলনাঙ্ক) হলো 0°C এবং উচ্চ স্থিরাঙ্ক (জলের স্ফুটনাঙ্ক) হলো 100°C।
- ফারেনহাইট স্কেল: নিম্ন স্থিরাঙ্ক হলো 32°F এবং উচ্চ স্থিরাঙ্ক হলো 212°F।
চিত্র: সেলসিয়াস ও ফারেনহাইট স্কেলের তুলনা।
৪. সেলসিয়াস ও ফারেনহাইট স্কেলের মধ্যে সম্পর্কটি (C/5 = (F-32)/9) প্রতিষ্ঠা করো।
উত্তর: সেলসিয়াস স্কেলের নিম্ন স্থিরাঙ্ক 0°C ও উচ্চ স্থিরাঙ্ক 100°C। অর্থাৎ, এই দুই স্থিরাঙ্কের মধ্যে ব্যবধান হলো 100 ঘর।
ফারেনহাইট স্কেলের নিম্ন স্থিরাঙ্ক 32°F ও উচ্চ স্থিরাঙ্ক 212°F। অর্থাৎ, এই দুই স্থিরাঙ্কের মধ্যে ব্যবধান হলো (212 – 32) = 180 ঘর।
সুতরাং, সেলসিয়াস স্কেলের 100 ঘর = ফারেনহাইট স্কেলের 180 ঘর।
বা, সেলসিয়াস স্কেলের 1 ঘর = (180 / 100) = 9/5 ঘর ফারেনহাইট স্কেল।
ধরা যাক, কোনো উষ্ণতা সেলসিয়াস স্কেলে C এবং ফারেনহাইট স্কেলে F।
সেলসিয়াস স্কেলে 0°C থেকে C পর্যন্ত ঘরের সংখ্যা = (C – 0) = C ঘর।
ফারেনহাইট স্কেলে 32°F থেকে F পর্যন্ত ঘরের সংখ্যা = (F – 32) ঘর।
আমরা লিখতে পারি,
(C – 0) / 100 = (F – 32) / 180
বা, C / 100 = (F – 32) / 180
বা, C / 5 = (F – 32) / 9 (২০ দিয়ে ভাগ করে)
এটিই হলো সেলসিয়াস ও ফারেনহাইট স্কেলের মধ্যে সম্পর্ক।
৫. ‘লীন তাপ’ (Latent Heat) কাকে বলে?
উত্তর: উষ্ণতার কোনো পরিবর্তন না ঘটিয়ে, শুধুমাত্র পদার্থের অবস্থার পরিবর্তনের জন্য (যেমন – কঠিন থেকে তরল, বা তরল থেকে বাষ্প) কোনো পদার্থ বাইরে থেকে যে পরিমাণ তাপ গ্রহণ করে বা বর্জন করে, তাকেই ওই পদার্থের ওই অবস্থা পরিবর্তনের ‘লীন তাপ’ বলে।
৬. ‘গলনের লীন তাপ’ ও ‘বাষ্পীভবনের লীন তাপ’ বলতে কী বোঝো?
উত্তর:
- গলনের লীন তাপ: নির্দিষ্ট উষ্ণতায় (গলনাঙ্কে), একক ভরের কোনো কঠিন পদার্থকে সম্পূর্ণভাবে তরলে পরিণত করতে যে পরিমাণ তাপ লাগে, তাকে ‘গলনের লীন তাপ’ বলে। (যেমন: বরফ গলনের লীন তাপ 80 ক্যালোরি/গ্রাম)।
- বাষ্পীভবনের লীন তাপ: নির্দিষ্ট উষ্ণতায় (স্ফুটনাঙ্কে), একক ভরের কোনো তরলকে সম্পূর্ণভাবে বাষ্পে পরিণত করতে যে পরিমাণ তাপ লাগে, তাকে ‘বাষ্পীভবনের লীন তাপ’ বলে। (যেমন: জলের বাষ্পীভবনের লীন তাপ 537 ক্যালোরি/গ্রাম)।
৭. মাটির কলসির জল ঠান্ডা থাকে কেন?
উত্তর: মাটির কলসির গায়ে অসংখ্য ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র ছিদ্র থাকে। ওই ছিদ্রগুলি দিয়ে খুব সামান্য পরিমাণ জল কলসির বাইরে বেরিয়ে আসে। বাইরে বেরিয়ে আসা ওই জলের বাষ্পীভবন ঘটে।
বাষ্পীভবনের জন্য প্রয়োজনীয় ‘লীন তাপ’ ওই জল তখন কলসির গা থেকে এবং কলসির ভেতরের জল থেকে সংগ্রহ করে। এর ফলে কলসির ভেতরের জল তাপ হারায়, এবং ঠান্ডা হয়ে পড়ে। এই কারণেই মাটির কলসির জল ঠান্ডা থাকে।
চিত্র: মাটির কলসিতে জল ঠান্ডা থাকার কারণ।
৮. হাতে স্পিরিট বা ইথার ঢাললে ওই জায়গাটি ঠান্ডা লাগে কেন?
উত্তর: স্পিরিট বা ইথার হলো এক ধরনের উদ্বায়ী পদার্থ (অর্থাৎ খুব তাড়াতাড়ি বাষ্পে পরিণত হয়)।
হাতে ঢালার সাথে সাথেই এটি বাষ্পীভূত হতে শুরু করে। বাষ্পীভবনের জন্য প্রয়োজনীয় লীন তাপ স্পিরিট বা ইথার প্রধানত আমাদের হাত এবং কিছুটা পারিপার্শ্বিক বায়ু থেকে সংগ্রহ করে। হাত তাপ হারানোর ফলেই ওই নির্দিষ্ট অংশটি খুব ঠান্ডা হয়ে যায় এবং আমাদের ঠান্ডা লাগে।
৯. একটি পরীক্ষার সাহায্যে প্রমাণ করো যে, গলনের সময় পদার্থের উষ্ণতা স্থির থাকে (গলনের লীন তাপ)।
উত্তর:
পরীক্ষা: একটি গ্লাসে একটি বড় বরফের টুকরো নেওয়া হলো, যার উষ্ণতা থার্মোমিটারের সাহায্যে মেপে দেখা গেল 0°C।
পর্যবেক্ষণ:
- দেখা যাবে, পারিপার্শ্বিক বায়ু থেকে তাপ গ্রহণ করে বরফটি গলতে শুরু করেছে এবং জলে পরিণত হচ্ছে।
- যতক্ষণ পর্যন্ত সম্পূর্ণ বরফটি গলে জলে পরিণত না হচ্ছে, ততক্ষণ থার্মোমিটার দিয়ে বরফের উষ্ণতা মাপলে তা 0°C-ই দেখাবে। উষ্ণতার কোনো পরিবর্তন হবে না।
- কিন্তু গ্লাসের গায়ে হাত দিলে বোঝা যাবে গ্লাসটি ঠান্ডা হয়ে যাচ্ছে, অর্থাৎ গ্লাসটি তাপ বর্জন করছে।
সিদ্ধান্ত: গ্লাস থেকে বর্জিত তাপ বরফ গ্রহণ করছে। কিন্তু এই তাপ বরফের উষ্ণতা না বাড়িয়ে শুধুমাত্র অবস্থার পরিবর্তনে (কঠিন থেকে তরল) ব্যবহৃত হচ্ছে। এটিই গলনের লীন তাপ। এর ফলেই গলনের সময় পদার্থের উষ্ণতা স্থির থাকে।
১০. জীবের শারীরবৃত্তীয় কাজে তাপের দুটি ভূমিকা লেখো।
উত্তর:
- দেহকে ঠান্ডা রাখা: গরমকালে মানুষের ঘাম হয় এবং কুকুরের জিভ থেকে লালা পড়ে। এই ঘাম বা লালা বাষ্পীভূত হওয়ার সময় লীন তাপ গ্রহণ করে শরীরকে ঠান্ডা রাখে।
- দেহকে গরম রাখা: শীতপ্রধান অঞ্চলের প্রাণীদের (যেমন মেরু ভালুক) দেহে ঘন লোম থাকে যা তাপ ধরে রাখে। পেঙ্গুইনরা গা জড়াজড়ি করে থেকে দেহের তাপ সংরক্ষণ করে।
১১. $40°C$ উষ্ণতা ফারেনহাইট স্কেলে কত হবে?
উত্তর: আমরা জানি, C / 5 = (F – 32) / 9
এখানে, C = 40
সুতরাং, 40 / 5 = (F – 32) / 9
বা, 8 = (F – 32) / 9
বা, 8 × 9 = F – 32
বা, 72 = F – 32
বা, F = 72 + 32 = 104
উত্তর: $40°C = 104°F$