এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন “চার্লসের সূত্র থেকে পরম শূন্য উষ্ণতার মান নির্ণয় করো। অথবা, \(-273^\circ C\) উষ্ণতায় গ্যাসের আয়তন প্রকৃতপক্ষে শূন্য হয়ে যায় – গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো।” নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই “চার্লসের সূত্র থেকে পরম শূন্য উষ্ণতার মান নির্ণয় করো। অথবা, \(-273^\circ C\) উষ্ণতায় গ্যাসের আয়তন প্রকৃতপক্ষে শূন্য হয়ে যায় – গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো।” প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের দ্বিতীয় অধ্যায় “গ্যাসের আচরণ“ -এর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক পরীক্ষায় এবং চাকরির পরীক্ষায় প্রায়ই দেখা যায়।
চার্লসের সূত্র থেকে পরম শূন্য উষ্ণতার মান নির্ণয় করো।
অথবা, \(-273^\circ C\) উষ্ণতায় গ্যাসের আয়তন প্রকৃতপক্ষে শূন্য হয়ে যায় – গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো।
চার্লসের সূত্র থেকে পরম শূন্য উষ্ণতার মান –
চার্লসের সূত্রানুযায়ী, স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন প্রতি ডিগ্রি সেলসিয়াস হ্রাস করলে, \(0^\circ C\) উষ্ণতায় গ্যাসের যে আয়তন তার \(\frac1{273}\) অংশ হ্রাস পায়। ধরি, নির্দিষ্ট চাপে \(0^\circ C\) উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন \(V_0cc\)l
∴ চাপ স্থির থাকলে, \(-1^\circ C\) উষ্ণতায় সেটির আয়তন হবে,
\(V_{-1}=V_0-V_0\times\frac1{273}\\\)বা, \(V_{-1}=V_0\left(1-\frac1{273}\right)cc\)
\(-2^\circ C\) উষ্ণতায় সেটির আয়তন হবে,
\(V_{-2}=V_0\left(1-\frac1{273}\right)\times V_0\times\frac1{273}\\\)বা, \(V_{-2}=V_0\left(1-\frac2{273}\right)cc\)
\(-t^\circ C\) উষ্ণতায় সেটির আয়তন হবে, \(V_{-t}=V_0\left(1-\frac t{273}\right)cc\)
\(-273^\circ C\) উষ্ণতায় সেটির আয়তন হবে, \(V_{-273}=V_0\left(1-\frac{273}{273}\right)=0\)
অতএব \(-273^\circ C\) উষ্ণতায় যে-কোনো গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায়। যেহেতু আয়তন ঋণাত্মক হতে পারে না, সেহেতু \(-273^\circ C\) উষ্ণতা অপেক্ষা কম উষ্ণতা পাওয়া সম্ভব নয়। এই জন্য \(-273^\circ C\) উষ্ণতাকে পরম শূন্য উষ্ণতা বলে।
কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নোত্তর
চার্লসের সূত্র কী?
চার্লসের সূত্র অনুসারে, স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন (V) তার পরম উষ্ণতা (T) -এর সমানুপাতিক হয়। গাণিতিকভাবে – \(\frac VT\) = ধ্রুবক।
পরম শূন্য উষ্ণতা কত এবং কেন এটি গুরুত্বপূর্ণ?
পরম শূন্য উষ্ণতা হলো −273.15°C (বা 0 কেলভিন), যেখানে গ্যাসের আয়তন তাত্ত্বিকভাবে শূন্য হয়। এটি সবচেয়ে নিম্ন সম্ভাব্য উষ্ণতা, কারণ এর নিচে উষ্ণতা নামানো সম্ভব নয়।
বাস্তবে গ্যাসের আয়তন কি শূন্য হয়?
বাস্তবে গ্যাসের আয়তন শূন্য হয় না, কারণ –
1. গ্যাসের অণুগুলির নিজস্ব আয়তন থাকে।
2. খুব নিম্ন উষ্ণতায় গ্যাস তরল বা কঠিনে পরিণত হয়।
3. কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল প্রভাব (যেমন – শূন্য-বিন্দু শক্তি) গ্যাসকে সম্পূর্ণ শূন্য আয়তনে যেতে দেয় না।
কেলভিন স্কেল কীভাবে পরম শূন্য উষ্ণতার সাথে সম্পর্কিত?
কেলভিন স্কেলের শূন্য বিন্দু (−273.15°C) হলো পরম শূন্য। এই স্কেলে উষ্ণতা সবসময় ধনাত্মক, কারণ এর নিচে উষ্ণতা থাকতে পারে না।
চার্লসের সূত্রে কেন সেলসিয়াসের পরিবর্তে কেলভিন ব্যবহার করা ভালো?
কেলভিন স্কেলে উষ্ণতা সর্বদা ধনাত্মক, যা গাণিতিক হিসাবকে সহজ করে। সেলসিয়াস স্কেলে ঋণাত্মক মান গ্যাসের আয়তন ঋণাত্মক করে ফেলতে পারে, যা বাস্তবসম্মত নয়।
এই আর্টিকেলে আমরা মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন “চার্লসের সূত্র থেকে পরম শূন্য উষ্ণতার মান নির্ণয় করো। অথবা, \(-273^\circ C\) উষ্ণতায় গ্যাসের আয়তন প্রকৃতপক্ষে শূন্য হয়ে যায় – গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো।” নিয়ে আলোচনা করব। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই “চার্লসের সূত্র থেকে পরম শূন্য উষ্ণতার মান নির্ণয় করো। অথবা, \(-273^\circ C\) উষ্ণতায় গ্যাসের আয়তন প্রকৃতপক্ষে শূন্য হয়ে যায় – গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো।” প্রশ্নটি মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞানের দ্বিতীয় অধ্যায় “গ্যাসের আচরণ” -এর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন। এই প্রশ্নটি মাধ্যমিক পরীক্ষায় এবং চাকরির পরীক্ষায় প্রায়ই দেখা যায়। আশা করি এই আর্টিকেলটি আপনাদের জন্য উপকারী হয়েছে। আপনাদের কোনো প্রশ্ন বা অসুবিধা থাকলে, আমাদের সাথে টেলিগ্রামে যোগাযোগ করতে পারেন, আমরা উত্তর দেওয়ার চেষ্টা করব। তাছাড়া, নিচে আমাদের এই পোস্টটি আপনার প্রিয়জনের সাথে শেয়ার করুন, যাদের এটি প্রয়োজন হতে পারে। ধন্যবাদ।
মন্তব্য করুন