offSchoolবেটা

পদার্থবিজ্ঞান · অধ্যায় ৬

গরম করলে তরলের তল প্রথমে নামে কেন?

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

কাচের ফ্লাস্কে রঙিন অ্যালকোহল নিয়ে মুখে একটা সরু নল লাগানো হলো। বার্নারে বসাতেই নলের তল একটু নেমে গেল, তারপর উঠতে থাকল। রিয়া বলল, প্রথমে তরলটা নিশ্চয়ই সংকুচিত হয়েছিল। তল প্রথমে নামে কেন, আর নলে যে বৃদ্ধি দেখা যায় তা কি তরলের পুরো প্রসারণ?

তল প্রথমে নামে কেন?

  1. তাপ প্রথমে কাচে লাগে, ফ্লাস্ক বড় হয়, তাই তল নামে; পরে তরল কাচের চেয়ে বেশি প্রসারিত হয়ে ওঠে, তাই নলে দেখা যায় শুধু আপাত প্রসারণ
  2. গরম হলে তরল প্রথমে সংকুচিত হয়, পরে প্রসারিত হয়
  3. তরলে মেশানো বাতাস বেরিয়ে যায় বলে তল নামে
  4. তল নামা মাপের ভুল; নলের বৃদ্ধিই তরলের পুরো প্রসারণ

যা বদলাতে পারবে

  • তরল: অ্যালকোহল, পানি, পারদ, কেরোসিন
  • তরলের আয়তন: ৫০ থেকে ১,০০০ mL
  • তাপমাত্রা বৃদ্ধি: ৫ থেকে ৮০ K

যা মেপে দেখাবে

  • প্রকৃত প্রসারণ (mL)
  • পাত্রের প্রসারণ (mL)
  • আপাত প্রসারণ (mL)

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • প্রকৃত, পাত্রের ও আপাত প্রসারণের তিনটি বার তুলনা করো। কোনটি অন্য দুটির যোগফল?
  • তরল বদলে পারদ দাও। কেন থার্মোমিটারে অ্যালকোহলের চেয়ে পারদের দাগ ঘন?

নিজে করে দেখো

  1. নলে অন্তত ১০ mL আপাত প্রসারণ দেখাও।
    ইঙ্গিত

    কোন তরল সবচেয়ে বেশি প্রসারিত হয়? আয়তন আর তাপমাত্রা বৃদ্ধি দুটোই কাজে লাগাও।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

তরলের প্রকৃত ও আপাত প্রসারণ

ΔVreal=ΔVapparent+ΔVvesselγreal=γapparent+γglass\Delta V_{\text{real}} = \Delta V_{\text{apparent}} + \Delta V_{\text{vessel}} \qquad \gamma_{\text{real}} = \gamma_{\text{apparent}} + \gamma_{\text{glass}}

তরল রাখতে পাত্র লাগে, আর পাত্রও তাপে প্রসারিত হয়। গরম করলে তাপ প্রথমে কাচে পৌঁছায়, ফ্লাস্কের ভেতরের আয়তন বাড়ে, তাই নলের তল একটু নেমে যায়। তারপর তরল গরম হয়ে কাচের চেয়ে অনেক বেশি প্রসারিত হয় এবং তল ওঠে। নলে আমরা যে বৃদ্ধি দেখি তা আপাত প্রসারণ; তরলের প্রকৃত প্রসারণ এর চেয়ে পাত্রের প্রসারণের সমান বেশি। তাই প্রকৃত প্রসারণ = আপাত প্রসারণ + পাত্রের প্রসারণ, এবং প্রকৃত প্রসারণ সহগ = আপাত প্রসারণ সহগ + পাত্রের আয়তন প্রসারণ সহগ। অ্যালকোহলের প্রসারণ সহগ পারদের প্রায় ছয় গুণ।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

তরল গরম হলে সংকুচিত হয় না। তল নামে কারণ কাচ আগে গরম হয়ে ফ্লাস্ক বড় হয়ে যায়।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • তাপ দিলে তরল প্রথমে সংকুচিত হয়
  • তরলের তল নামে কারণ ভেতরের বাতাস বেরিয়ে যায়
  • পাত্রে চোখে দেখা বৃদ্ধিই তরলের প্রকৃত প্রসারণ

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • পেট্রল পাম্পে দিনের গরমে কেনা তেল রাতে ঠান্ডায় কিছুটা কমে যায়, কারণ তরল জ্বালানির আয়তন তাপমাত্রার সঙ্গে বদলায়।

পাঠ্যবইয়ের টপিক