প্রকৃতির তাপীয় প্রক্রিয়াগুলি তাপগতিবিদ্যার বিজ্ঞান দ্বারা অধ্যয়ন করা হয়। এটি ভলিউম, চাপ, তাপমাত্রা, পদার্থ এবং বস্তুর আণবিক গঠন, সেইসাথে সময় ফ্যাক্টর উপেক্ষা করে এই ধরনের পরামিতিগুলি ব্যবহার করে সমস্ত চলমান শক্তি রূপান্তর বর্ণনা করে। এই বিজ্ঞান তিনটি মৌলিক আইনের উপর ভিত্তি করে। তাদের শেষের বেশ কয়েকটি সূত্র রয়েছে। আধুনিক বিশ্বে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় যেটি "প্ল্যাঙ্কের পোস্টুলেট" নাম পেয়েছে। এই আইনটি বিজ্ঞানীর নামে নামকরণ করা হয়েছে যিনি এটিকে অনুমান এবং প্রণয়ন করেছিলেন। তিনি হলেন ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক, জার্মান বৈজ্ঞানিক জগতের একজন উজ্জ্বল প্রতিনিধি, গত শতাব্দীর একজন তাত্ত্বিক পদার্থবিদ।
প্রথম এবং দ্বিতীয় শুরু
প্ল্যাঙ্কের অনুমান প্রণয়নের আগে আসুন প্রথমে সংক্ষেপে তাপগতিবিদ্যার আরও দুটি সূত্রের সাথে পরিচিত হই। তাদের মধ্যে প্রথমটি বহির্বিশ্ব থেকে বিচ্ছিন্ন সমস্ত সিস্টেমে শক্তির সম্পূর্ণ সংরক্ষণের কথা বলে। এর পরিণতি হল বাহ্যিক উত্স ছাড়া কাজ করার সম্ভাবনাকে অস্বীকার করা, এবং তাই একটি চিরস্থায়ী গতি যন্ত্রের সৃষ্টি,যা একইভাবে কাজ করবে (যেমন, প্রথম ধরনের একটি ভিডি)।
দ্বিতীয় আইন বলে যে সমস্ত সিস্টেম থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যের দিকে ঝোঁক দেয়, যখন উত্তপ্ত দেহগুলি তাপকে ঠান্ডায় স্থানান্তর করে, কিন্তু উল্টো নয়। এবং এই বস্তুর মধ্যে তাপমাত্রা সমান করার পরে, সমস্ত তাপ প্রক্রিয়া বন্ধ হয়ে যায়।
প্ল্যাঙ্কের অনুমান
উপরের সবকটি বৈদ্যুতিক, চৌম্বকীয়, রাসায়নিক ঘটনা, সেইসাথে মহাকাশে ঘটে যাওয়া প্রক্রিয়াগুলির ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। আজ, থার্মোডাইনামিক আইন বিশেষ গুরুত্ব বহন করে। ইতিমধ্যে, বিজ্ঞানীরা একটি গুরুত্বপূর্ণ দিকে নিবিড়ভাবে কাজ করছেন। এই জ্ঞান ব্যবহার করে, তারা শক্তির নতুন উত্স খুঁজে বের করতে চায়৷
তৃতীয় বিবৃতিটি অত্যন্ত নিম্ন তাপমাত্রায় শারীরিক দেহের আচরণ নিয়ে উদ্বেগ প্রকাশ করে। প্রথম দুটি সূত্রের মতো, এটি মহাবিশ্বের ভিত্তি সম্পর্কে জ্ঞান দেয়৷
প্ল্যাঙ্কের অনুকরণের সূত্রটি নিম্নরূপ:
পরম শূন্য তাপমাত্রায় একটি বিশুদ্ধ পদার্থের সঠিকভাবে গঠিত স্ফটিকের এনট্রপি শূন্য।
এই অবস্থানটি লেখক 1911 সালে বিশ্বের কাছে উপস্থাপন করেছিলেন। এবং সেই দিনগুলিতে প্রচুর বিতর্ক তৈরি হয়েছিল। যাইহোক, বিজ্ঞানের পরবর্তী কৃতিত্ব, সেইসাথে তাপগতিবিদ্যা এবং গাণিতিক গণনার বিধানগুলির ব্যবহারিক প্রয়োগ, এর সত্যতা প্রমাণ করেছে৷
পরম তাপমাত্রা শূন্য
এখন আরো বিস্তারিতভাবে ব্যাখ্যা করা যাক তাপগতিবিদ্যার তৃতীয় সূত্রের অর্থ কী, প্লাঙ্কের অনুমানের উপর ভিত্তি করে। এবং এর পরম শূন্য হিসাবে যেমন একটি গুরুত্বপূর্ণ ধারণা দিয়ে শুরু করা যাক. এটি সর্বনিম্ন তাপমাত্রা যা কেবলমাত্র ভৌত জগতের দেহেই থাকতে পারে।এই সীমার নীচে, প্রকৃতির নিয়ম অনুসারে, এটি পড়তে পারে না।
সেলসিয়াসে, এই মান -273.15 ডিগ্রী। কিন্তু কেলভিন স্কেলে, এই চিহ্নটিকে শুধুমাত্র শুরুর বিন্দু হিসেবে বিবেচনা করা হয়। এটা প্রমাণিত যে এই ধরনের অবস্থায় যেকোনো পদার্থের অণুর শক্তি শূন্য। তাদের চলাচল পুরোপুরি বন্ধ। একটি স্ফটিক জালিতে, পরমাণুগুলি তার নোডগুলিতে একটি পরিষ্কার, অপরিবর্তনীয় অবস্থান দখল করে, এমনকি সামান্য ওঠানামা করতে সক্ষম না হয়৷
এটা বলার অপেক্ষা রাখে না যে সিস্টেমের সমস্ত তাপীয় ঘটনাও প্রদত্ত পরিস্থিতিতে থেমে যায়। প্ল্যাঙ্কের অনুমান পরম তাপমাত্রা শূন্যে একটি নিয়মিত স্ফটিকের অবস্থা সম্পর্কে।
ব্যাধির পরিমাপ
আমরা বিভিন্ন পদার্থের অভ্যন্তরীণ শক্তি, আয়তন এবং চাপ জানতে পারি। অর্থাৎ, আমাদের এই সিস্টেমের ম্যাক্রোস্টেট বর্ণনা করার প্রতিটি সুযোগ আছে। কিন্তু এর মানে এই নয় যে কিছু পদার্থের মাইক্রোস্টেট সম্পর্কে নিশ্চিত কিছু বলা সম্ভব। এটি করার জন্য, আপনাকে পদার্থের প্রতিটি কণার গতি এবং স্থানের অবস্থান সম্পর্কে সবকিছু জানতে হবে। এবং তাদের সংখ্যা চিত্তাকর্ষকভাবে বিশাল। একই সময়ে, স্বাভাবিক অবস্থায়, অণুগুলি স্থির গতিতে থাকে, ক্রমাগত একে অপরের সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয় এবং বিভিন্ন দিকে ছড়িয়ে পড়ে, প্রতি মুহূর্তের প্রতিটি ভগ্নাংশ দিক পরিবর্তন করে। এবং তাদের আচরণে বিশৃঙ্খলার প্রাধান্য রয়েছে।
পদার্থবিজ্ঞানে ব্যাধির মাত্রা নির্ণয় করার জন্য, এনট্রপি নামক একটি বিশেষ পরিমাণ প্রবর্তন করা হয়েছে। এটি সিস্টেমের অনির্দেশ্যতার মাত্রা চিহ্নিত করে৷
এনট্রপি (এস) একটি থার্মোডাইনামিক স্টেট ফাংশন যা একটি পরিমাপ হিসাবে কাজ করেসিস্টেমের ব্যাধি (ব্যধি)। এন্ডোথার্মিক প্রক্রিয়ার সম্ভাবনা এনট্রপির পরিবর্তনের কারণে, কারণ বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে একটি স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়ার এনট্রপি ΔS >0 (তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র) বৃদ্ধি পায়।
নিখুঁতভাবে সুগঠিত শরীর
অনিশ্চয়তার মাত্রা বিশেষ করে গ্যাসে বেশি। আপনি জানেন যে, তাদের একটি আকৃতি এবং ভলিউম নেই। একই সময়ে, তারা অনির্দিষ্টকালের জন্য প্রসারিত করতে পারে। গ্যাসের কণাগুলো সবচেয়ে বেশি মোবাইল, তাই তাদের গতি এবং অবস্থান সবচেয়ে অনির্দেশ্য।
কঠোর দেহগুলি একেবারে অন্য বিষয়। স্ফটিক কাঠামোতে, প্রতিটি কণা একটি নির্দিষ্ট স্থান দখল করে, একটি নির্দিষ্ট বিন্দু থেকে শুধুমাত্র কিছু কম্পন তৈরি করে। এখানে এটি কঠিন নয়, একটি পরমাণুর অবস্থান জেনে অন্য সমস্ত পরামিতি নির্ধারণ করা। পরম শূন্য এ, ছবি সম্পূর্ণরূপে সুস্পষ্ট হয়ে ওঠে। থার্মোডাইনামিক্সের তৃতীয় সূত্র এবং প্ল্যাঙ্কের অনুমান এটাই বলে৷
যদি এমন একটি দেহ মাটির উপরে উত্থাপিত হয়, তবে সিস্টেমের প্রতিটি অণুর চলাচলের গতিপথ অন্য সকলের সাথে মিলে যাবে, উপরন্তু, এটি আগাম এবং সহজেই নির্ধারিত হবে। যখন শরীর, ছেড়ে দেওয়া হচ্ছে, নিচে পড়ে, সূচকগুলি অবিলম্বে পরিবর্তিত হবে। মাটিতে আঘাত করা থেকে, কণাগুলি গতিশক্তি অর্জন করবে। এটি তাপীয় আন্দোলনকে গতি দেবে। এর মানে হল তাপমাত্রা বাড়বে, যা আর শূন্য হবে না। এবং অবিলম্বে একটি বিশৃঙ্খলভাবে কার্যকরী সিস্টেমের ব্যাধির পরিমাপ হিসাবে এনট্রপি দেখা দেবে৷
বৈশিষ্ট্য
যেকোন অনিয়ন্ত্রিত মিথস্ক্রিয়া এনট্রপি বৃদ্ধিকে উস্কে দেয়। স্বাভাবিক অবস্থায়, এটি হয় স্থির থাকতে পারে বা বাড়তে পারে, কিন্তু কমতে পারে না। থার্মোডাইনামিক্সে, এটি তার দ্বিতীয় সূত্রের পরিণতি হতে দেখা যায়, যা আগেই উল্লেখ করা হয়েছে।
মানক মোলার এনট্রপিগুলিকে কখনও কখনও পরম এনট্রপি বলা হয়। এগুলি এনট্রপি পরিবর্তন নয় যা এর মুক্ত উপাদান থেকে যৌগ গঠনের সাথে থাকে। এটিও লক্ষ করা উচিত যে মুক্ত উপাদানগুলির স্ট্যান্ডার্ড মোলার এনট্রপিগুলি (সরল পদার্থের আকারে) শূন্যের সমান নয়৷
প্ল্যাঙ্কের পোস্টুলেটের আবির্ভাবের সাথে, পরম এনট্রপি নির্ধারণ করার একটি সুযোগ রয়েছে। যাইহোক, এই বিধানের একটি পরিণতি হল যে প্রকৃতিতে কেলভিনের মতে তাপমাত্রা শূন্যে পৌঁছানো সম্ভব নয়, তবে কেবল এটির যতটা সম্ভব কাছাকাছি যাওয়া সম্ভব।
তাত্ত্বিকভাবে, মিখাইল লোমোনোসভ সর্বনিম্ন তাপমাত্রার অস্তিত্বের পূর্বাভাস দিতে পেরেছিলেন। তিনি নিজেই কার্যত পারদের হিমাঙ্ক -65 ° সেলসিয়াসে অর্জন করেছিলেন। আজ, লেজার কুলিং এর মাধ্যমে, পদার্থের কণাগুলিকে প্রায় শূন্যের অবস্থায় আনা হয়। আরও সঠিকভাবে, কেলভিন স্কেলে 10-9 ডিগ্রী পর্যন্ত। যাইহোক, যদিও এই মানটি নগণ্য, তবুও এটি 0 নয়।
অর্থ
উপরের অনুমান, গত শতাব্দীর শুরুতে প্ল্যাঙ্ক দ্বারা প্রণয়ন করা হয়েছিল, সেইসাথে লেখকের এই দিকের পরবর্তী কাজগুলি তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানের বিকাশে একটি বিশাল প্রেরণা দিয়েছে, যার ফলে এটির উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি ঘটেছে।অনেক ক্ষেত্রে অগ্রগতি। এমনকি একটি নতুন বিজ্ঞানের আবির্ভাব হয়েছে - কোয়ান্টাম মেকানিক্স৷
প্ল্যাঙ্কের তত্ত্ব এবং বোহরের ধারণার উপর ভিত্তি করে, কিছু সময়ের পরে, আরও সুনির্দিষ্টভাবে 1916 সালে, অ্যালবার্ট আইনস্টাইন পদার্থের মধ্যে পরমাণু চলাচলের সময় ঘটে এমন মাইক্রোস্কোপিক প্রক্রিয়াগুলি বর্ণনা করতে সক্ষম হন। এই বিজ্ঞানীদের সমস্ত উন্নয়ন পরবর্তীতে লেজার, কোয়ান্টাম জেনারেটর এবং অ্যামপ্লিফায়ার এবং সেইসাথে অন্যান্য আধুনিক ডিভাইস তৈরির দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছিল৷
ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক
এই বিজ্ঞানী ১৮৫৮ সালের এপ্রিল মাসে জন্মগ্রহণ করেন। প্ল্যাঙ্ক জার্মান শহর কিয়েলে বিখ্যাত সামরিক পুরুষ, বিজ্ঞানী, আইনজীবী এবং গির্জার নেতাদের একটি পরিবারে জন্মগ্রহণ করেছিলেন। এমনকি জিমনেসিয়ামেও তিনি গণিত এবং অন্যান্য বিজ্ঞানে অসাধারণ দক্ষতা দেখিয়েছিলেন। সঠিক শৃঙ্খলা ছাড়াও, তিনি সঙ্গীত অধ্যয়ন করেছিলেন, যেখানে তিনি তার যথেষ্ট প্রতিভাও দেখিয়েছিলেন৷
যখন তিনি বিশ্ববিদ্যালয়ে প্রবেশ করেন, তিনি তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যা অধ্যয়ন করতে বেছে নেন। এরপর তিনি মিউনিখে কাজ করেন। এখানে তিনি তাপগতিবিদ্যা অধ্যয়ন শুরু করেন, বৈজ্ঞানিক জগতে তার কাজ উপস্থাপন করেন। 1887 সালে প্লাঙ্ক বার্লিনে তার কার্যক্রম অব্যাহত রাখেন। এই সময়ের মধ্যে রয়েছে কোয়ান্টাম হাইপোথিসিসের মতো একটি উজ্জ্বল বৈজ্ঞানিক কৃতিত্ব, যার গভীর অর্থ মানুষ পরে বুঝতে পেরেছিল। এই তত্ত্বটি 20 শতকের শুরুতে ব্যাপকভাবে স্বীকৃত এবং বৈজ্ঞানিক আগ্রহ অর্জন করেছিল। কিন্তু তার জন্যই প্ল্যাঙ্ক ব্যাপক জনপ্রিয়তা অর্জন করেছিল এবং তার নামকে মহিমান্বিত করেছিল।
