একই তাপে পানি না তামা, কোনটি বেশি গরম হয়?
মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।
চুলায় পাশাপাশি দুটি পাত্র: একটিতে ১ kg পানি, অন্যটিতে ১ kg তামার টুকরো, দুটোই ২৫ °C-এ। দুটিতেই সমান ৪২ kJ তাপ দেওয়া হলো। লিমা বলল, সমান তাপ পেলে সমান গরম হওয়ারই কথা। কার তাপমাত্রা কত বাড়বে?
১ kg পানি আর ১ kg তামায় ৪২ kJ তাপ দিলে তাপমাত্রা কত বাড়বে?
- পানি মাত্র ১০ K, কিন্তু তামা প্রায় ১০৫ K, কারণ তামার আপেক্ষিক তাপ অনেক কম
- দুটোই সমান, কারণ তাপ আর তাপমাত্রা একই জিনিস
- পানি বেশি গরম হবে, কারণ তরল তাড়াতাড়ি গরম হয়
- ভর সমান বলে তাপমাত্রা বৃদ্ধিও সমান; পদার্থে কিছু যায় আসে না
যা বদলাতে পারবে
- পদার্থ: পানি, তামা, লোহা, অ্যালুমিনিয়াম, সয়াবিন তেল, বালি
- ভর: ০.৫ থেকে ৫ kg
- দেওয়া তাপ: ০ থেকে ৪০০ kJ
যা মেপে দেখাবে
- তাপমাত্রা বৃদ্ধি (K)
- শেষ তাপমাত্রা (°C)
- তাপধারকত্ব (J/K)
- আপেক্ষিক তাপ (J/(kg·K))
চালানোর সময় খেয়াল করো
- পানির ভর দ্বিগুণ করো, তাপ একই রাখো। বৃদ্ধি কী হয়?
- তাপধারকত্ব দেখো: ১ K গরম করতে পুরো বস্তুটির কত তাপ লাগে?
নিজে করে দেখো
- ২ kg পানির তাপমাত্রা ঠিক ২০ K বাড়াও।
ইঙ্গিত
Q = mcΔT = ২ × ৪২০০ × ২০ জুল।
ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।
তাপ ও তাপমাত্রা, আপেক্ষিক তাপ ও তাপধারকত্ব
তাপ এক ধরনের শক্তি, যা গরম বস্তু থেকে ঠান্ডা বস্তুতে যায় (জুলে মাপা হয়); তাপমাত্রা হলো বস্তু কতটা গরম তার মাপ (°C বা K)। একই তাপে কোনো বস্তুর তাপমাত্রা কত বাড়বে তা নির্ভর করে তার ভর ও উপাদানের উপর: Q = mcΔT। এখানে c হলো আপেক্ষিক তাপ, অর্থাৎ ১ kg পদার্থের তাপমাত্রা ১ K বাড়াতে যে তাপ লাগে। পানির আপেক্ষিক তাপ ৪২০০ J/(kg·K), তামার মাত্র ৪০০, তাই সমান তাপে তামা পানির চেয়ে প্রায় দশ গুণ বেশি গরম হয়। পুরো বস্তুটির তাপমাত্রা ১ K বাড়াতে যে তাপ লাগে তা তার তাপধারকত্ব, C = mc। ভর দ্বিগুণ হলে তাপধারকত্ব দ্বিগুণ, আর একই তাপে বৃদ্ধি অর্ধেক।
অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল
তাপ আর তাপমাত্রা এক নয়। সমান তাপ পেলেও যে পদার্থের আপেক্ষিক তাপ কম, তার তাপমাত্রা বেশি বাড়ে: তামা ৪০০ J/(kg·K), পানি ৪২০০।
যেসব ভুল ধারণা হয়
- তাপ আর তাপমাত্রা একই জিনিস
- তরল কঠিনের চেয়ে তাড়াতাড়ি গরম হয়
- সমান ভরের যেকোনো বস্তু সমান তাপে সমান গরম হয়
বাস্তবে কোথায় দেখা যায়
- উপকূলে দিনে সমুদ্রের বাতাস আর রাতে স্থলবায়ু বয়, কারণ পানির আপেক্ষিক তাপ বেশি: স্থল তাড়াতাড়ি গরম ও ঠান্ডা হয়।
- গাড়ির ইঞ্জিন ঠান্ডা রাখতে পানি ব্যবহার করা হয়, কারণ অল্প তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে পানি অনেক তাপ শোষণ করে।