offSchoolবেটা

পদার্থবিজ্ঞান · অধ্যায় ৬

গরমে মাটির কলসির পানি ঠান্ডা থাকে কেন?

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

চৈত্রের দুপুরে স্টিলের জগের পানি গরম, কিন্তু মাটির কলসির পানি বেশ ঠান্ডা। দাদি বলেন, মাটি নিজেই ঠান্ডা জিনিস। কলসির গায়ে হাত দিলে ভেজা ভেজা লাগে। কলসির পানি ঠান্ডা থাকার আসল কারণ কী, আর বর্ষার ভ্যাপসা দিনে কি এটা একইভাবে কাজ করবে?

কলসির পানি ঠান্ডা থাকে কেন?

  1. কলসির ছিদ্র দিয়ে পানি চুঁইয়ে বাইরে বাষ্প হয়; বাষ্পীভবনে সুপ্ততাপ লাগে, যা পানি থেকেই নেয়, তাই পানি ঠান্ডা হয়; আর্দ্র দিনে এটি কম কাজ করে
  2. মাটি স্বভাবতই ঠান্ডা পদার্থ
  3. কলসি মাটিতে থাকে বলে মাটির শীতলতা টেনে নেয়
  4. আর্দ্র দিনে বেশি ঠান্ডা হয়, কারণ বাতাসে বেশি পানি

যা বদলাতে পারবে

  • কী থেকে বাষ্পীভবন: খোলা বাটির পানি, মাটির কলসি, ভেজা কাপড়
  • তরল: পানি, স্পিরিট (অ্যালকোহল)
  • বাতাসের তাপমাত্রা: ১৫ থেকে ৪৫ °C
  • আপেক্ষিক আর্দ্রতা: ১০ থেকে ১০০ %
  • বাতাসের বেগ: ০ থেকে ৮ m/s
  • উন্মুক্ত তলের ক্ষেত্রফল: ২৫ থেকে ৮০০ cm²
  • চুলায় জ্বাল দাও: চালু বা বন্ধ

যা মেপে দেখাবে

  • প্রতি ঘণ্টায় বাষ্পীভবন (g/h)
  • উপরিতলের তাপমাত্রা (°C)
  • বাতাসের চেয়ে কত ঠান্ডা (°C)
  • ফুটছে?

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • আর্দ্রতা বাড়িয়ে ৯০% করো। কলসি কতটা ঠান্ডা থাকে?
  • বাতাসের বেগ আর তলের ক্ষেত্রফল বাড়িয়ে বাষ্পীভবনের হার দেখো। তারপর চুলায় জ্বাল দিয়ে স্ফুটনের সঙ্গে তুলনা করো।

নিজে করে দেখো

  1. কলসির পানি বাতাসের চেয়ে অন্তত ৮ °C ঠান্ডা করো।
    ইঙ্গিত

    শুষ্ক, গরম বাতাস বাষ্পীভবন বাড়ায়।

  2. বাষ্পীভবন আর স্ফুটনের পার্থক্য দেখাতে পানি ফোটাও।
    ইঙ্গিত

    খোলা বাটি বেছে চুলায় জ্বাল দাও।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

বাষ্পীভবন, বাষ্পীভবনে শীতলতা এবং বাষ্পীভবনের হারের প্রভাবক

rate∝A (1+kv) (xsurface−xair)\text{rate} \propto A\,(1 + k v)\,(x_{\text{surface}} - x_{\text{air}})

যেকোনো তাপমাত্রায় তরলের উপরিতল থেকে দ্রুতগামী অণুগুলো বেরিয়ে বাষ্প হয়; একে বাষ্পীভবন বলে। বেরিয়ে যেতে তাদের সুপ্ততাপ লাগে, যা বাকি তরল থেকেই আসে, তাই বাষ্পীভবনে তরল ঠান্ডা হয়। মাটির কলসির অসংখ্য সূক্ষ্ম ছিদ্র দিয়ে পানি বাইরে এসে বাষ্প হয়, ফলে ভেতরের পানি ঠান্ডা থাকে; ঘাম শুকালেও দেহ এভাবেই ঠান্ডা হয়। বাষ্পীভবনের হার বাড়ে তাপমাত্রা বাড়লে, বাতাস শুষ্ক হলে, বাতাস বইলে এবং উন্মুক্ত তলের ক্ষেত্রফল বড় হলে; স্পিরিটের মতো উদ্বায়ী তরল আরও দ্রুত বাষ্প হয় ও বেশি ঠান্ডা করে। ভ্যাপসা আর্দ্র দিনে বাষ্পীভবন কম, তাই কলসি কম ঠান্ডা হয়। স্ফুটন আলাদা: তরল একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় (পানি ১০০ °C) পুরো তরল জুড়ে বুদবুদ তুলে দ্রুত বাষ্প হয়, আর তখন তাপমাত্রা স্থির থাকে।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

কোনো পদার্থ নিজে থেকে 'ঠান্ডা' দেয় না। কলসির গায়ে পানি বাষ্প হওয়ার সময় তাপ নিয়ে যায়, সেজন্যই ভেতরের পানি ঠান্ডা থাকে।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • কোনো কোনো পদার্থ স্বভাবতই ঠান্ডা দেয়
  • ঠান্ডা এক বস্তু থেকে অন্য বস্তুতে প্রবাহিত হয়
  • বাতাসে আর্দ্রতা বেশি হলে বাষ্পীভবন বাড়ে

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • গরমে ঘামলে আর পাখার বাতাসে ঘাম দ্রুত শুকালে আরাম লাগে, কারণ বাষ্পীভবন দেহ থেকে তাপ সরায়।
  • ভেজা কাপড় রোদে ও বাতাসে মেলে দিলে তাড়াতাড়ি শুকায়, কিন্তু বর্ষায় ভ্যাপসা দিনে শুকাতে দেরি হয়।

পাঠ্যবইয়ের টপিক