তরলের আপাত এবং প্রকৃত প্রসারণ

তরলের নির্দিষ্ট নিজস্ব আকৃতি নেই; এটি পাত্রের আকৃতি ধারণ করে। তাই কঠিনের মতো তরলের নিজস্ব দৈর্ঘ্য বা ক্ষেত্রফল প্রসারণ আলাদাভাবে বিবেচনা না করে আয়তন প্রসারণ বিবেচনা করা হয়। তরল গরম করতে গেলে তার পাত্রটিও গরম হয়। ফলে দেখা প্রসারণ এবং তরলের আসল প্রসারণ এক হয় না।

পাত্রের প্রসারণ বিবেচনা না করে তরলের যে প্রসারণ দেখা যায়, সেটি আপাত প্রসারণ। পাত্রের প্রসারণের হিসাব যুক্ত করে পাওয়া তরলের আসল আয়তন বৃদ্ধি হলো প্রকৃত প্রসারণ। পাত্র বড় হয়ে গেলে তরলের প্রসারণের কিছু অংশ পাত্রের বাড়তি জায়গা পূরণ করে; তাই সেটুকু বাইরে থেকে বোঝা যায় না।

সরু নলযুক্ত কাচের বাল্বে তরল নিয়ে তার প্রাথমিক স্তর চিহ্নিত করা যাক। বাল্বটি উত্তপ্ত করলে ঘটনাগুলো পর্যায়ক্রমে ঘটে:

• প্রথমে কাচ তাপ পেয়ে প্রসারিত হয়। ভেতরের ধারণক্ষমতা বাড়ে, অথচ তরল তখনও ততটা গরম হয়নি। তাই তরলের স্তর সামান্য নিচে নামে।
• পরে তরল তাপ পেয়ে প্রসারিত হয়। সাধারণত তরলের প্রসারণ কঠিন পাত্রের প্রসারণের চেয়ে বেশি হয়।
• ফলে তরলের স্তর আবার বাড়ে এবং প্রাথমিক স্তর অতিক্রম করে। প্রাথমিক স্তরের তুলনায় এই বৃদ্ধি আপাত প্রসারণ নির্দেশ করে।

সম্পর্কটি হলো $V_a=V_L-V_B$, অথবা $V_L=V_a+V_B$। এখানে $V_a$ আপাত প্রসারণ, $V_L$ তরলের প্রকৃত প্রসারণ এবং $V_B$ পাত্রের আয়তন বৃদ্ধি। প্রত্যেকটি আয়তনের পরিবর্তন; SI একক $\mathrm{m^3}$। এগুলো পাত্র বা তরলের মোট আয়তন নয়।

উদাহরণ: একটি পরীক্ষায় তরলের আপাত প্রসারণ $2.4\ \mathrm{cm^3}$ এবং পাত্রের প্রসারণ $0.6\ \mathrm{cm^3}$ পাওয়া গেল।

• প্রকৃত প্রসারণ পেতে পাত্রের প্রসারণ যোগ করতে হবে।
• $V_L=2.4+0.6=3.0\ \mathrm{cm^3}$।
• SI এককে $V_L=3.0\times10^{-6}\ \mathrm{m^3}$।

বাড়িতে ব্যবহৃত পারদ থার্মোমিটারেও কাচ ও পারদ উভয়ই প্রসারিত হয়। পারদের বেশি প্রসারণের ফলে সরু নলে স্তর ওপরে ওঠে। সাধারণ ভুল হলো প্রথমে স্তর নামা দেখে তরল সংকুচিত হয়েছে বলা; এখানে মূল কারণ পাত্রের আগে প্রসারিত হওয়া। পাত্রের তুলনায় তরলের প্রসারণ কম হলে আপাত সংকোচনও দেখা যেতে পারে।

মনে রাখো: তরলের প্রকৃত প্রসারণ পেতে আপাত প্রসারণের সঙ্গে পাত্রের প্রসারণ যোগ করতে হয়।