চাপ হল একটি ভৌত পরিমাণ যা নিম্নরূপ গণনা করা হয়: এই বলটি যে এলাকায় কাজ করে তার দ্বারা চাপ বলকে ভাগ করুন। চাপের শক্তি ওজন দ্বারা নির্ধারিত হয়। যেকোনো ভৌত বস্তু চাপ প্রয়োগ করে কারণ এর অন্তত কিছু ওজন থাকে। নিবন্ধটি গ্যাসের চাপ সম্পর্কে বিস্তারিত আলোচনা করবে। উদাহরণগুলি ব্যাখ্যা করবে এটি কীসের উপর নির্ভর করে এবং কীভাবে এটি পরিবর্তিত হয়৷
কঠিন, তরল এবং বায়বীয় পদার্থের চাপ প্রক্রিয়ার পার্থক্য
তরল, কঠিন এবং গ্যাসের মধ্যে পার্থক্য কী? প্রথম দুটির আয়তন আছে। কঠিন শরীর তাদের আকৃতি ধরে রাখে। একটি পাত্রে রাখা গ্যাস তার সমস্ত স্থান দখল করে। এটি এই কারণে যে গ্যাসের অণুগুলি কার্যত একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে না। অতএব, গ্যাসের চাপের প্রক্রিয়াটি তরল এবং কঠিন পদার্থের চাপের প্রক্রিয়া থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা।
আসুন টেবিলে ওজন কমানো যাক। মাধ্যাকর্ষণ শক্তির প্রভাবে, ওজন টেবিলের মধ্য দিয়ে নিচের দিকে যেতে থাকবে, কিন্তু তা ঘটে না। কেন? কারণ টেবিলের অণুগুলি থেকে অণুর কাছে আসছেযা ওজন তৈরি করা হয়, তাদের মধ্যে দূরত্ব এতটাই কমে যায় যে ওজন এবং টেবিলের কণার মধ্যে বিকর্ষণীয় শক্তির সৃষ্টি হয়। গ্যাসের ক্ষেত্রে পরিস্থিতি সম্পূর্ণ ভিন্ন।
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ
বায়বীয় পদার্থের চাপ বিবেচনা করার আগে, আসুন একটি ধারণা প্রবর্তন করি যা ছাড়া আরও ব্যাখ্যা করা অসম্ভব - বায়ুমণ্ডলীয় চাপ। এটি আমাদের চারপাশের বায়ু (বায়ুমণ্ডল) এর প্রভাব। বাতাস আমাদের কাছে কেবল ওজনহীন বলে মনে হয়, আসলে এর ওজন আছে, এবং এটি প্রমাণ করার জন্য, আসুন একটি পরীক্ষা করি।
আমরা একটি কাচের পাত্রে বাতাস ওজন করব। এটি ঘাড়ের একটি রাবার টিউবের মাধ্যমে সেখানে প্রবেশ করে। একটি ভ্যাকুয়াম পাম্প দিয়ে বাতাস সরান। আসুন বাতাস ছাড়াই ফ্লাস্কটি ওজন করি, তারপরে ট্যাপটি খুলুন এবং যখন বাতাস প্রবেশ করবে, তখন এর ওজন ফ্লাস্কের ওজনের সাথে যোগ হবে।
পাত্রে চাপ
আসুন জেনে নেওয়া যাক কীভাবে গ্যাসগুলো জাহাজের দেয়ালে কাজ করে। গ্যাসের অণুগুলি কার্যত একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে না, তবে তারা একে অপরের থেকে বিক্ষিপ্ত হয় না। এর মানে হল যে তারা এখনও জাহাজের দেয়ালে পৌঁছায় এবং তারপরে ফিরে আসে। যখন একটি অণু দেয়ালে আঘাত করে, তখন তার প্রভাব কিছু শক্তির সাথে জাহাজের উপর কাজ করে। এই শক্তি স্বল্পস্থায়ী।
আরেকটি উদাহরণ। আসুন পিচবোর্ডের একটি শীটে একটি বল নিক্ষেপ করি, বলটি বাউন্স হবে এবং কার্ডবোর্ডটি কিছুটা বিচ্যুত হবে। এর বালি সঙ্গে বল প্রতিস্থাপন করা যাক. প্রভাবগুলি ছোট হবে, আমরা তাদের শুনতেও পাব না, তবে তাদের শক্তি বৃদ্ধি পাবে। শীট ক্রমাগত প্রত্যাখ্যান করা হবে৷
এখন সবচেয়ে ছোট কণা ধরা যাক, যেমন বায়ু কণা আমাদের ফুসফুসে আছে। আমরা কার্ডবোর্ডে ফুঁ দিই, এবং এটি বিচ্যুত হবে। আমরা জোর করিবায়ুর অণুগুলি কার্ডবোর্ডে আঘাত করে, ফলস্বরূপ, একটি শক্তি এটিতে কাজ করে। এই শক্তি কি? এটি চাপের শক্তি।
আসুন উপসংহারে আসা যাক: জাহাজের দেয়ালে গ্যাসের অণুর প্রভাবের কারণে গ্যাসের চাপ সৃষ্টি হয়। দেয়ালের উপর কাজ করে এমন মাইক্রোস্কোপিক শক্তি যোগ হয় এবং আমরা পাই যাকে চাপ বল বলা হয়। ক্ষেত্রফল দ্বারা বিভাজনের ফলাফল হল চাপ৷
প্রশ্ন জাগে: কেন, যদি আপনি আপনার হাতে একটি কার্ডবোর্ডের শীট নেন তবে এটি বিচ্যুত হয় না? সর্বোপরি, এটি গ্যাসে, অর্থাৎ বাতাসে থাকে। কারণ একদিক থেকে বাতাসের অণুর আঘাত এবং শীটের অপর পাশ একে অপরের ভারসাম্য বজায় রাখে। বাতাসের অণুগুলি সত্যিই দেয়ালে আঘাত করে কিনা তা কীভাবে পরীক্ষা করবেন? এটি একপাশে অণুর প্রভাব অপসারণ করে করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, বায়ু পাম্প করে।
পরীক্ষা
একটি বিশেষ যন্ত্র আছে - একটি ভ্যাকুয়াম পাম্প। এটি একটি ভ্যাকুয়াম প্লেটে একটি কাচের জার। এটিতে একটি রাবার গ্যাসকেট রয়েছে যাতে ক্যাপ এবং প্লেটের মধ্যে কোনও ফাঁক না থাকে যাতে তারা একে অপরের সাথে শক্তভাবে ফিট করে। একটি ম্যানোমিটার ভ্যাকুয়াম ইউনিটের সাথে সংযুক্ত থাকে, যা হুডের বাইরে এবং নীচে বাতাসের চাপের পার্থক্য পরিমাপ করে। কলটি পাম্পের দিকে যাওয়ার পায়ের পাতার মোজাবিশেষকে হুডের নীচের স্থানের সাথে সংযুক্ত করার অনুমতি দেয়।
টুপির নিচে একটি সামান্য স্ফীত বেলুন রাখুন। এটি সামান্য স্ফীত হওয়ার কারণে বলের ভিতরে এবং বাইরের অণুর প্রভাবগুলি ক্ষতিপূরণ দেওয়া হয়। আমরা একটি ক্যাপ দিয়ে বলটি ঢেকে রাখি, ভ্যাকুয়াম পাম্প চালু করি, ট্যাপটি খুলি। চাপ পরিমাপক যন্ত্রে, আমরা দেখব যে ভিতরে এবং বাইরের বাতাসের মধ্যে পার্থক্য বাড়ছে। একটি বেলুন সম্পর্কে কি? এটি আকারে বৃদ্ধি পায়। চাপ, অর্থাৎ, অণুর প্রভাববলের বাইরে, ছোট হচ্ছে। বলের ভিতরে বাতাসের কণা রয়ে যায়, বাইরে থেকে এবং ভিতরে থেকে ধাক্কার ক্ষতিপূরণ লঙ্ঘন করা হয়। বাইরে থেকে বায়ুর অণুর চাপের বল আংশিকভাবে রাবারের স্থিতিস্থাপক বল দ্বারা দখল করে নেওয়ার কারণে বলের আয়তন বৃদ্ধি পায়।
এখন কলটি বন্ধ করুন, পাম্প বন্ধ করুন, কলটি আবার খুলুন, ক্যাপের নীচে বাতাস দেওয়ার জন্য পায়ের পাতার মোজাবিশেষটি সংযোগ বিচ্ছিন্ন করুন। বলটি আকারে সঙ্কুচিত হতে শুরু করবে। যখন ক্যাপের বাইরে এবং নীচে চাপের পার্থক্য শূন্য হয়, তখন এটি পরীক্ষা শুরুর আগে যেমন ছিল একই আকারের হবে। এই অভিজ্ঞতা প্রমাণ করে যে আপনি নিজের চোখে চাপ দেখতে পারবেন যদি এটি একপাশে অন্য দিকের চেয়ে বেশি হয়, অর্থাৎ যদি একপাশ থেকে গ্যাস সরিয়ে অন্য দিকে রেখে দেওয়া হয়।
উপসংহারটি হল: চাপ হল একটি পরিমাণ যা অণুর প্রভাব দ্বারা নির্ধারিত হয়, কিন্তু প্রভাবগুলি আরও অসংখ্য এবং কম অসংখ্য হতে পারে। জাহাজের দেয়ালে যত বেশি আঘাত, চাপ তত বেশি। উপরন্তু, জাহাজের দেয়ালে অণুর আঘাতের গতি যত বেশি হবে, এই গ্যাসের চাপ তত বেশি হবে।
ভলিউমের উপর চাপের নির্ভরতা
ধরা যাক আমাদের চোখের একটি নির্দিষ্ট ভর আছে, অর্থাৎ একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক অণু রয়েছে। আমরা যে পরীক্ষাগুলি বিবেচনা করব, এই পরিমাণ পরিবর্তন হয় না। গ্যাস একটি পিস্টন সহ একটি সিলিন্ডারে থাকে। পিস্টন উপরে এবং নিচে সরানো যেতে পারে। সিলিন্ডারের উপরের অংশটি খোলা, আমরা এটিতে একটি ইলাস্টিক রাবার ফিল্ম রাখব। গ্যাসের কণাগুলো জাহাজের দেয়ালে এবং ফিল্মে আঘাত করে। ভিতরে এবং বাইরের বায়ুচাপ একই হলে, ফিল্মটি সমতল হয়৷
যদি আপনি পিস্টনটিকে উপরে নিয়ে যান,অণুর সংখ্যা একই থাকবে, কিন্তু তাদের মধ্যে দূরত্ব কমবে। তারা একই গতিতে চলবে, তাদের ভর পরিবর্তন হবে না। যাইহোক, আঘাতের সংখ্যা বাড়বে কারণ অণুটিকে প্রাচীরের কাছে পৌঁছাতে কম দূরত্ব অতিক্রম করতে হবে। ফলস্বরূপ, চাপ বৃদ্ধি করা উচিত, এবং ফিল্ম বাইরের দিকে বাঁক করা উচিত। অতএব, আয়তন হ্রাসের সাথে, একটি গ্যাসের চাপ বৃদ্ধি পায়, তবে এটি সরবরাহ করা হয় যে গ্যাসের ভর এবং তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকে।
যদি আপনি পিস্টনটিকে নিচে নিয়ে যান, অণুর মধ্যে দূরত্ব বাড়বে, যার অর্থ হল সিলিন্ডারের দেয়ালে পৌঁছাতে তাদের সময় লাগবে এবং ফিল্মও বাড়বে। হিট বিরল হয়ে যাবে। সিলিন্ডারের ভিতরের গ্যাসের চেয়ে বাইরের গ্যাসের চাপ বেশি। অতএব, ফিল্ম ভিতরের দিকে বাঁক হবে. উপসংহার: চাপ হল একটি পরিমাণ যা আয়তনের উপর নির্ভর করে।
তাপমাত্রার উপর চাপের নির্ভরতা
ধরুন আমাদের কাছে একটি কম তাপমাত্রায় গ্যাস সহ একটি পাত্র আছে এবং উচ্চ তাপমাত্রায় একই পরিমাণে একই গ্যাস সহ একটি পাত্র রয়েছে। যেকোনো তাপমাত্রায়, গ্যাসের চাপ অণুর প্রভাবের কারণে হয়। উভয় পাত্রে গ্যাসের অণুর সংখ্যা একই। আয়তন একই, তাই অণুর মধ্যে দূরত্ব একই থাকে।
তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে কণাগুলো দ্রুত চলতে শুরু করে। ফলস্বরূপ, জাহাজের দেয়ালে তাদের প্রভাবের সংখ্যা এবং শক্তি বৃদ্ধি পায়।
নিম্নলিখিত পরীক্ষাটি উক্তিটির সঠিকতা যাচাই করতে সাহায্য করে যে গ্যাসের তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে তার চাপ বৃদ্ধি পায়।
নিনবোতল, যার ঘাড় একটি বেলুন দিয়ে বন্ধ করা হয়। এটি গরম জলের একটি পাত্রে রাখুন। আমরা দেখব যে বেলুনটি স্ফীত হয়েছে। আপনি যদি পাত্রের পানিকে ঠান্ডা করে সেখানে একটি বোতল রেখে দেন, তাহলে বেলুনটি স্ফীত হবে এবং এমনকি ভিতরে টেনে নেওয়া হবে।
