শক্তি হল যা কেবল আমাদের গ্রহেই নয়, মহাবিশ্বেও জীবনকে সম্ভব করে তোলে। যাইহোক, এটা খুব ভিন্ন হতে পারে. তাই, তাপ, শব্দ, আলো, বিদ্যুৎ, মাইক্রোওয়েভ, ক্যালরি বিভিন্ন ধরনের শক্তি। আমাদের চারপাশে সঞ্চালিত সমস্ত প্রক্রিয়ার জন্য, এই পদার্থটি প্রয়োজনীয়। পৃথিবীতে বিদ্যমান শক্তির বেশিরভাগই সূর্য থেকে গ্রহণ করে, তবে এর অন্যান্য উত্স রয়েছে। সূর্য এটিকে আমাদের গ্রহে স্থানান্তর করে যতটা 100 মিলিয়ন সবচেয়ে শক্তিশালী বিদ্যুৎ কেন্দ্র একই সময়ে উৎপাদন করবে।
শক্তি কি?
আলবার্ট আইনস্টাইন যে তত্ত্বটি উপস্থাপন করেছেন তা পদার্থ এবং শক্তির মধ্যে সম্পর্ক অধ্যয়ন করে। এই মহান বিজ্ঞানী একটি পদার্থের অন্য পদার্থে পরিণত হওয়ার ক্ষমতা প্রমাণ করতে সক্ষম হয়েছিলেন। একই সময়ে, এটি প্রমাণিত হয়েছে যে দেহের অস্তিত্বের জন্য শক্তি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর এবং পদার্থ হল গৌণ৷
শক্তি হল, সর্বোপরি, কিছু কাজ করার ক্ষমতা। তিনি এক যারা জন্য দাঁড়ানোএকটি শক্তির ধারণা যা একটি দেহকে সরাতে বা এটিকে নতুন বৈশিষ্ট্য দিতে সক্ষম। "শক্তি" শব্দটির অর্থ কী? পদার্থবিদ্যা হল একটি মৌলিক বিজ্ঞান যার জন্য বিভিন্ন যুগ ও দেশের অনেক বিজ্ঞানী তাদের জীবন উৎসর্গ করেছেন। এমনকি অ্যারিস্টটল মানুষের কার্যকলাপ বোঝাতে "শক্তি" শব্দটি ব্যবহার করেছিলেন। গ্রীক ভাষা থেকে অনুবাদ করা হয়েছে, "শক্তি" হল "ক্রিয়াকলাপ", "শক্তি", "ক্রিয়া", "শক্তি"। এই শব্দটি প্রথমবারের মতো একজন গ্রীক বিজ্ঞানীর "পদার্থবিদ্যা" নামক একটি গ্রন্থে আবির্ভূত হয়েছিল।
এখন সাধারণভাবে গৃহীত অর্থে, এই শব্দটি ইংরেজ পদার্থবিদ টমাস ইয়াং দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল। এই গুরুত্বপূর্ণ ঘটনাটি 1807 সালে ঘটেছিল। XIX শতাব্দীর 50 এর দশকে। ইংরেজ মেকানিক উইলিয়াম থমসনই প্রথম "গতিশক্তি" ধারণাটি ব্যবহার করেন এবং 1853 সালে স্কটিশ পদার্থবিদ উইলিয়াম র্যাঙ্কিন "সম্ভাব্য শক্তি" শব্দটি প্রবর্তন করেন।
আজ এই স্কেলার পরিমাণ পদার্থবিদ্যার সকল শাখায় বিদ্যমান। এটি বিভিন্ন ধরণের গতি এবং পদার্থের মিথস্ক্রিয়ার একক পরিমাপ। অন্য কথায়, এটি একটি রূপের অন্য রূপের রূপান্তরের একটি পরিমাপ।
পরিমাপ এবং পদবী
শক্তির পরিমাণ জুলে (J) পরিমাপ করা হয়। এই বিশেষ ইউনিট, শক্তির প্রকারের উপর নির্ভর করে, বিভিন্ন উপাধি থাকতে পারে, উদাহরণস্বরূপ:
- W হল সিস্টেমের মোট শক্তি।
- Q - তাপ।
- U – সম্ভাব্য।
শক্তির প্রকার
প্রকৃতিতে বিভিন্ন ধরণের শক্তি রয়েছে। প্রধানগুলো হল:
- যান্ত্রিক;
- ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক;
- বৈদ্যুতিক;
- রাসায়নিক;
- থার্মাল;
- পরমাণু (পারমাণবিক)।
অন্য ধরনের শক্তি আছে: আলো, শব্দ, চৌম্বক। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ক্রমবর্ধমান সংখ্যক পদার্থবিদ তথাকথিত "অন্ধকার" শক্তির অস্তিত্বের অনুমানের দিকে ঝুঁকছেন। এই পদার্থের পূর্বে তালিকাভুক্ত প্রতিটি প্রকারের নিজস্ব বৈশিষ্ট্য রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, তরঙ্গ ব্যবহার করে শব্দ শক্তি প্রেরণ করা যেতে পারে। তারা মানুষ এবং প্রাণীদের কানে কানের পর্দার কম্পনে অবদান রাখে, যার কারণে শব্দ শোনা যায়। বিভিন্ন রাসায়নিক বিক্রিয়ার সময়, সমস্ত জীবের জীবনের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি নির্গত হয়। যেকোনো জ্বালানি, খাদ্য, সঞ্চয়কারী, ব্যাটারি এই শক্তির সঞ্চয়।
আমাদের তারা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের আকারে পৃথিবীকে শক্তি দেয়। শুধুমাত্র এই ভাবে এটি মহাজাগতিক বিস্তৃতি অতিক্রম করতে পারে. সৌর প্যানেলের মতো আধুনিক প্রযুক্তির জন্য ধন্যবাদ, আমরা এটিকে সর্বাধিক প্রভাবের জন্য ব্যবহার করতে পারি। অতিরিক্ত অব্যবহৃত শক্তি বিশেষ শক্তি সঞ্চয় সুবিধাগুলিতে জমা হয়। উপরের ধরনের শক্তির পাশাপাশি, তাপীয় ঝর্ণা, নদী, সমুদ্রের ভাটা এবং প্রবাহ, জৈব জ্বালানি প্রায়শই ব্যবহৃত হয়।
যান্ত্রিক শক্তি
এই ধরনের শক্তি পদার্থবিদ্যার শাখায় অধ্যয়ন করা হয় যাকে বলা হয় "মেকানিক্স"। এটি ই অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। এটি জুলে (জে) দ্বারা পরিমাপ করা হয়। এই শক্তি কি? মেকানিক্সের পদার্থবিদ্যা শরীরের গতি এবং একে অপরের সাথে বা বাহ্যিক ক্ষেত্রের সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন করে। এই ক্ষেত্রে, শরীরের নড়াচড়ার কারণে শক্তি বলা হয়গতি (Ek দ্বারা চিহ্নিত), এবং দেহ বা বাহ্যিক ক্ষেত্রগুলির মিথস্ক্রিয়ার কারণে শক্তিকে সম্ভাব্য (Ep) বলা হয়। গতি এবং মিথস্ক্রিয়া এর যোগফল হল সিস্টেমের মোট যান্ত্রিক শক্তি।
উভয় প্রকার গণনার জন্য একটি সাধারণ নিয়ম রয়েছে। শক্তির পরিমাণ নির্ধারণ করার জন্য, শূন্য অবস্থা থেকে শরীরকে এই অবস্থায় স্থানান্তর করার জন্য প্রয়োজনীয় কাজের গণনা করা প্রয়োজন। তদুপরি, যত বেশি কাজ, এই অবস্থায় শরীর তত বেশি শক্তি পাবে।
বিভিন্ন মানদণ্ড অনুসারে প্রজাতির বিভাজন
এখানে বিভিন্ন ধরণের শক্তি ভাগ করে নেওয়া হয়৷ বিভিন্ন মানদণ্ড অনুসারে, এটি বিভক্ত: বাহ্যিক (গতিগত এবং সম্ভাব্য) এবং অভ্যন্তরীণ (যান্ত্রিক, তাপীয়, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক, পারমাণবিক, মহাকর্ষীয়)। বৈদ্যুতিক চৌম্বকীয় শক্তি, ঘুরে, চৌম্বক এবং বৈদ্যুতিক মধ্যে বিভক্ত, এবং পারমাণবিক শক্তি দুর্বল এবং শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়াগুলির শক্তিতে বিভক্ত।
কাইনেটিক
যেকোন চলমান দেহকে গতিশক্তির উপস্থিতি দ্বারা আলাদা করা হয়। এটা প্রায়ই বলা হয় যে - ড্রাইভিং. চলমান একটি শরীরের শক্তি হারিয়ে যায় যখন এটি ধীর হয়ে যায়। সুতরাং, গতি যত দ্রুত, গতিশক্তি তত বেশি।
যখন একটি চলমান দেহ একটি স্থির বস্তুর সংস্পর্শে আসে, গতির একটি অংশ পরবর্তীতে স্থানান্তরিত হয়, এটিকে গতিশীল করে। গতিশক্তির সূত্রটি নিম্নরূপ:
শব্দে, এই সূত্রটিকে নিম্নরূপ প্রকাশ করা যেতে পারে: একটি বস্তুর গতিশক্তিএর ভরের অর্ধেক গুণফল এর গতির বর্গ গুণ।
সম্ভাব্য
এই ধরণের শক্তি এমন দেহের দ্বারা ধারণ করা হয় যেগুলি কোনও ধরণের বল ক্ষেত্রে থাকে। সুতরাং, চৌম্বক ঘটে যখন একটি বস্তু একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবের অধীনে থাকে। পৃথিবীর সমস্ত দেহের সম্ভাব্য মহাকর্ষীয় শক্তি রয়েছে৷
অধ্যয়নের বস্তুর বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে, তাদের বিভিন্ন ধরনের সম্ভাব্য শক্তি থাকতে পারে। সুতরাং, স্থিতিস্থাপক এবং স্থিতিস্থাপক সংস্থাগুলি যা প্রসারিত করতে সক্ষম, তাদের স্থিতিস্থাপকতা বা উত্তেজনার সম্ভাব্য শক্তি রয়েছে। যে কোনো পতনশীল শরীর যা পূর্বে গতিহীন ছিল তা সম্ভাবনা হারায় এবং গতিশক্তি অর্জন করে। এই ক্ষেত্রে, এই দুই প্রকারের মান সমতুল্য হবে। আমাদের গ্রহের মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রে, সম্ভাব্য শক্তির সূত্রটি এরকম দেখাবে:
শব্দে, এই সূত্রটি নিম্নরূপ প্রকাশ করা যেতে পারে: পৃথিবীর সাথে যোগাযোগকারী বস্তুর সম্ভাব্য শক্তি তার ভর, অভিকর্ষের ত্বরণ এবং এটি যে উচ্চতায় অবস্থিত তার গুণফলের সমান।
এই স্কেলার মান একটি সম্ভাব্য শক্তি ক্ষেত্রে অবস্থিত একটি বস্তুগত বিন্দু (শরীরের) শক্তির রিজার্ভের একটি বৈশিষ্ট্য এবং ক্ষেত্র বাহিনীর কাজের কারণে গতিশক্তি অর্জন করতে ব্যবহৃত হয়। কখনও কখনও এটিকে স্থানাঙ্ক ফাংশন বলা হয়, যা সিস্টেমের ল্যাংরাঞ্জিয়ান (একটি গতিশীল সিস্টেমের ল্যাগ্রাঞ্জ ফাংশন) একটি শব্দ। এই সিস্টেমটি তাদের মিথস্ক্রিয়া বর্ণনা করে৷
সম্ভাব্য শক্তি শূন্যের সমানমহাকাশে অবস্থিত দেহগুলির একটি নির্দিষ্ট কনফিগারেশন। কনফিগারেশনের পছন্দটি আরও গণনার সুবিধার দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং এটিকে "সম্ভাব্য শক্তির স্বাভাবিককরণ" বলা হয়।
শক্তি সংরক্ষণের নিয়ম
পদার্থবিজ্ঞানের সবচেয়ে মৌলিক নীতিগুলির মধ্যে একটি হল শক্তি সংরক্ষণের নিয়ম। তার মতে, শক্তি কোথাও থেকে দেখা যায় না এবং কোথাও অদৃশ্য হয় না। এটি ক্রমাগত এক রূপ থেকে অন্য রূপ পরিবর্তিত হয়। অন্য কথায়, শুধুমাত্র শক্তির পরিবর্তন আছে। সুতরাং, উদাহরণস্বরূপ, একটি টর্চলাইট ব্যাটারির রাসায়নিক শক্তি বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয় এবং এটি থেকে আলো এবং তাপে রূপান্তরিত হয়। বিভিন্ন গৃহস্থালী যন্ত্রপাতি বৈদ্যুতিক শক্তিকে আলো, তাপ বা শব্দে পরিণত করে। প্রায়শই, পরিবর্তনের শেষ ফলাফল তাপ এবং আলো। এর পরে, শক্তি আশেপাশের মহাকাশে যায়৷
শক্তির সূত্র অনেক শারীরিক ঘটনা ব্যাখ্যা করতে পারে। বিজ্ঞানীরা যুক্তি দেন যে মহাবিশ্বে এর মোট আয়তন ক্রমাগত অপরিবর্তিত থাকে। কেউ নতুন করে শক্তি তৈরি করতে বা ধ্বংস করতে পারে না। এর একটি প্রকারের বিকাশ, মানুষ জ্বালানী শক্তি, পতনশীল জল, একটি পরমাণু ব্যবহার করে। একই সময়ে, এর একটি রূপ অন্যটিতে পরিণত হয়৷
1918 সালে, বিজ্ঞানীরা প্রমাণ করতে সক্ষম হন যে শক্তির সংরক্ষণের নিয়মটি সময়ের অনুবাদমূলক প্রতিসাম্যের একটি গাণিতিক ফলাফল - সংযোজিত শক্তির মান। অন্য কথায়, পদার্থবিদ্যার নিয়ম বিভিন্ন সময়ে ভিন্ন না হওয়ার কারণে শক্তি সংরক্ষিত হয়।
শক্তি বৈশিষ্ট্য
শক্তি হল একটি শরীরের কাজ করার ক্ষমতা। বন্ধ মধ্যেভৌত সিস্টেমে, এটি পুরো সময় জুড়ে সংরক্ষিত থাকে (যতক্ষণ সিস্টেমটি বন্ধ থাকে) এবং এটি গতির তিনটি সংযোজন অখণ্ডের মধ্যে একটি যা গতির সময় মান সংরক্ষণ করে। এর মধ্যে রয়েছে: শক্তি, কৌণিক ভরবেগ, ভরবেগ। "শক্তি" ধারণার প্রবর্তন উপযুক্ত যখন ভৌত ব্যবস্থা সময়ের সাথে একজাতীয় হয়৷
দেহের অভ্যন্তরীণ শক্তি
এটি আণবিক মিথস্ক্রিয়াগুলির শক্তি এবং অণুগুলির তাপীয় গতির সমষ্টি যা এটি তৈরি করে। এটি সরাসরি পরিমাপ করা যায় না কারণ এটি সিস্টেমের অবস্থার একটি দ্ব্যর্থহীন ফাংশন। যখনই একটি সিস্টেম নিজেকে একটি নির্দিষ্ট অবস্থায় খুঁজে পায়, তখনই সিস্টেমের অস্তিত্বের ইতিহাস নির্বিশেষে তার অভ্যন্তরীণ শক্তির তার অন্তর্নিহিত মূল্য থাকে। একটি ভৌত অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় স্থানান্তরের সময় অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন সর্বদা চূড়ান্ত এবং প্রাথমিক অবস্থায় এর মানের মধ্যে পার্থক্যের সমান।
গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি
কঠিন পদার্থ ছাড়াও গ্যাসেরও শক্তি থাকে। এটি সিস্টেমের কণাগুলির তাপীয় (বিশৃঙ্খল) গতির গতিশক্তিকে প্রতিনিধিত্ব করে, যার মধ্যে রয়েছে পরমাণু, অণু, ইলেকট্রন, নিউক্লিয়াস। একটি আদর্শ গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি (গ্যাসের একটি গাণিতিক মডেল) হল এর কণার গতিশক্তির সমষ্টি। এটি স্বাধীনতার ডিগ্রির সংখ্যা বিবেচনা করে, যা স্বতন্ত্র ভেরিয়েবলের সংখ্যা যা মহাকাশে অণুর অবস্থান নির্ধারণ করে।
শক্তি ব্যবহার
প্রতি বছর মানবতা আরও বেশি করে শক্তি সম্পদ গ্রহণ করে। প্রায়শই শক্তির জন্য,আমাদের ঘর আলো এবং গরম করার জন্য প্রয়োজনীয়, যানবাহন পরিচালনা এবং বিভিন্ন প্রক্রিয়া, জীবাশ্ম হাইড্রোকার্বন যেমন কয়লা, তেল এবং গ্যাস ব্যবহার করা হয়। এগুলো অ-নবায়নযোগ্য সম্পদ।
দুর্ভাগ্যবশত, আমাদের গ্রহের শক্তির একটি ক্ষুদ্র অংশই আসে নবায়নযোগ্য সম্পদ যেমন জল, বায়ু এবং সূর্য থেকে। আজ অবধি, জ্বালানি খাতে তাদের অংশ মাত্র 5%। আরও 3% মানুষ পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্রে উৎপাদিত পারমাণবিক শক্তির আকারে গ্রহণ করে।
অ-পুনর্নবীকরণযোগ্য সম্পদের নিম্নলিখিত মজুদ রয়েছে (জুলে):
- পরমাণু শক্তি - 2 x 1024;
- গ্যাস এবং তেল শক্তি – 2 x 10 23;
- গ্রহের অভ্যন্তরীণ তাপ - 5 x 1020.
পৃথিবীর পুনর্নবীকরণযোগ্য সম্পদের বার্ষিক মূল্য:
- সৌরশক্তি - 2 x 1024;
- বাতাস - ৬ x ১০২১;
- নদী - 6, 5 x 1019;
- সমুদ্রের জোয়ার - 2.5 x 1023.
পৃথিবীর অ-নবায়নযোগ্য শক্তির রিজার্ভের ব্যবহার থেকে পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তিতে একটি সময়োপযোগী রূপান্তরের মাধ্যমে, মানবতার জন্য আমাদের গ্রহে দীর্ঘ এবং সুখী অস্তিত্বের সুযোগ রয়েছে। অত্যাধুনিক অগ্রগতি বাস্তবায়নের জন্য, সারা বিশ্বের বিজ্ঞানীরা শক্তির বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য সাবধানতার সাথে অধ্যয়ন চালিয়ে যাচ্ছেন৷
