offSchoolবেটা

পদার্থবিজ্ঞান · অধ্যায় ৪

রূপপুর দিনে কত ভর শক্তিতে বদলায়?

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

পাবনার রূপপুর পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্রের দুটি ইউনিট মিলে প্রায় ২৪০০ মেগাওয়াট বিদ্যুৎ দেবে; এর জন্য চুল্লিতে প্রতিদিন প্রায় ১৭৩ গিগাওয়াট-ঘণ্টা তাপ তৈরি হয়। আইনস্টাইনের E = mc² বলে, এই শক্তি আসে সামান্য ভর হারিয়ে। প্রতিদিন কতটুকু ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হয়?

প্রতিদিন কত ভর শক্তিতে বদলায়?

  1. মাত্র প্রায় ৭ গ্রাম, কারণ c² বিশাল সংখ্যা
  2. কয়েক টন, যত জ্বালানি তত ভর হারায়
  3. কিছুই না, ভর কখনো হারায় না
  4. প্রায় ১ কেজি

যা বদলাতে পারবে

  • শক্তিতে রূপান্তরিত ভর: ০ থেকে ১০ g

যা মেপে দেখাবে

  • শক্তি (TJ)
  • বিদ্যুতের হিসাবে (GWh)
  • সমান তাপের কয়লা (t)
  • এক দিনে কত বাড়ি চলে

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • ভর বাড়িয়ে গিগাওয়াট-ঘণ্টা ১৭৩ এর কাছে আনো।

নিজে করে দেখো

  1. রূপপুরের এক দিনের তাপের (১৭০ থেকে ১৭৬ GWh) সমান ভর খুঁজে বের করো।
    ইঙ্গিত

    ১ গ্রামে ২৫ GWh।

  2. দেশের প্রায় ৪ কোটি বাড়ি এক দিন চালানোর মতো শক্তি দাও।
    ইঙ্গিত

    প্রতিটি বাড়ি দিনে ৫ kWh।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

ভর ও শক্তির সম্পর্ক

E=mc2,c=3×108 m/sE = mc^2,\quad c = 3 \times 10^8\ \text{m/s}

আইনস্টাইন দেখান ভর ও শক্তি একই জিনিসের দুই রূপ: m ভর সম্পূর্ণ শক্তিতে বদলালে E = mc² শক্তি পাওয়া যায়, যেখানে c আলোর বেগ। c² = ৯ × ১০¹⁶, তাই মাত্র ১ গ্রাম ভর থেকে ৯ × ১০¹³ জুল, প্রায় ২৫ গিগাওয়াট-ঘণ্টা, যা প্রায় ৩৭৫০ টন কয়লা পোড়ানোর তাপের সমান। নিউক্লীয় বিক্রিয়ায় উৎপাদের মোট ভর বিক্রিয়কের চেয়ে সামান্য কম হয়; এই ভর ঘাটতিই শক্তি হয়ে বের হয়। ইউরেনিয়াম জ্বালানির বেশির ভাগ ভর থেকে যায় বিভাজিত টুকরো হিসেবে, শুধু হাজার ভাগের এক ভাগের মতো ভর শক্তি হয়। রূপপুরের মতো কেন্দ্রে প্রতিদিন মাত্র কয়েক গ্রাম ভর শক্তিতে বদলায়। সূর্যও প্রতি সেকেন্ডে প্রায় ৪০ লক্ষ টন ভর হারিয়ে আলো দেয়।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

জ্বালানির সব ভর হারায় না, শুধু ভর ঘাটতিটুকু শক্তি হয়। আর c² এত বড় যে কয়েক গ্রামই একটি বিশাল বিদ্যুৎকেন্দ্রের এক দিনের তাপের সমান।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • নিউক্লীয় বিক্রিয়ায় জ্বালানির পুরো ভর হারিয়ে যায়
  • কোনো অবস্থাতেই ভর শক্তিতে বদলায় না
  • অনেক শক্তির জন্য অনেক ভর লাগে

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • সূর্যের ভেতরে হাইড্রোজেন হিলিয়াম হওয়ার সময় ভর ঘাটতি থেকেই সূর্যের আলো ও তাপ আসে।

পাঠ্যবইয়ের টপিক