বায়ু, বাষ্প, তরল বা কঠিন চাপের সূত্র। কিভাবে চাপ (সূত্র) খুঁজে পেতে?

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

চাপ হল একটি শারীরিক পরিমাণ যা প্রকৃতি এবং মানুষের জীবনে একটি বিশেষ ভূমিকা পালন করে। এই ঘটনাটি, চোখের কাছে অদৃশ্য, শুধুমাত্র পরিবেশের অবস্থাকে প্রভাবিত করে না, তবে প্রত্যেকের দ্বারা খুব ভালভাবে অনুভূত হয়। আসুন জেনে নেওয়া যাক এটি কী, এর কী ধরনের অস্তিত্ব রয়েছে এবং বিভিন্ন পরিবেশে কীভাবে চাপ (সূত্র) খুঁজে পাওয়া যায়।

পদার্থবিদ্যা ও রসায়নে চাপ কাকে বলে

এই শব্দটি একটি গুরুত্বপূর্ণ থার্মোডাইনামিক পরিমাণকে বোঝায়, যা পৃষ্ঠের যে অংশে এটি কাজ করে তার উপর ঋজুভাবে প্রযোজিত চাপ বলের অনুপাত হিসাবে প্রকাশ করা হয়। এই ঘটনাটি এটি যে সিস্টেমে কাজ করে তার আকারের উপর নির্ভর করে না, তাই এটি নিবিড় পরিমাণকে বোঝায়।

ভারসাম্যের অবস্থায়, প্যাসকেলের সূত্র অনুসারে, সিস্টেমের সমস্ত পয়েন্টের জন্য চাপ সমান।

পদার্থবিদ্যা এবং রসায়নে, এটি "P" অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা শব্দটির ল্যাটিন নামের সংক্ষিপ্ত রূপ - প্রেসূরা।

যদি আমরা তরলের অসমোটিক চাপের কথা বলি (চাপের মধ্যে ভারসাম্যখাঁচার ভিতরে এবং বাইরে), "P" অক্ষর ব্যবহার করা হয়।

চাপ ইউনিট

আন্তর্জাতিক এসআই সিস্টেমের মান অনুসারে, বিবেচিত শারীরিক ঘটনাটি প্যাসকেলে পরিমাপ করা হয় (সিরিলিক - পা, ল্যাটিন - রা)।

চাপের সূত্রের উপর ভিত্তি করে, দেখা যাচ্ছে যে এক Pa সমান এক N (নিউটন - বলের একক) এক বর্গমিটার (ক্ষেত্রফলের একক) দ্বারা ভাগ করা হয়।

তবে, বাস্তবে, প্যাসকেল প্রয়োগ করা বরং কঠিন, যেহেতু এই ইউনিটটি খুবই ছোট। এই বিষয়ে, SI মানগুলি ছাড়াও, এই মানটি ভিন্ন উপায়ে পরিমাপ করা যেতে পারে৷

নীচে এর সবচেয়ে বিখ্যাত অ্যানালগগুলি রয়েছে৷ তাদের বেশিরভাগই প্রাক্তন ইউএসএসআর-এ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়৷

• বার একটি বার 105 Pa এর সমান।
• টরস, বা পারদের মিলিমিটার। প্রায় একটি টর 133.3223684 Pa.
• মিলিমিটার জলের কলাম।
• মিটার জলের কলাম।
• প্রযুক্তিগত বায়ুমণ্ডল।
• শারীরিক বায়ুমণ্ডল। এক atm সমান 101,325 Pa এবং 1.033233 at.
• কিলোগ্রাম-বল প্রতি বর্গ সেন্টিমিটার। এছাড়াও টন-বল এবং গ্রাম-বল রয়েছে। এছাড়াও, প্রতি বর্গ ইঞ্চিতে একটি এনালগ পাউন্ড-ফোর্স রয়েছে।

চাপের জন্য সাধারণ সূত্র (৭ম শ্রেণির পদার্থবিদ্যা)

প্রদত্ত ভৌত পরিমাণের সংজ্ঞা থেকে, আপনি এটি খুঁজে বের করার পদ্ধতি নির্ধারণ করতে পারেন। নিচের ছবির মত মনে হচ্ছে।

এতে, F হল বল, এবং S হল ক্ষেত্রফল। অন্য কথায়, চাপ খোঁজার সূত্র হল এর বল যেটির উপর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল দ্বারা বিভক্তপ্রভাবিত করে।

এটা এভাবেও লেখা যেতে পারে: P=mg/S বা P=pVg/S। সুতরাং, এই ভৌত পরিমাণ অন্যান্য থার্মোডাইনামিক ভেরিয়েবলের সাথে সম্পর্কিত: আয়তন এবং ভর।

চাপের জন্য, নিম্নলিখিত নীতিটি প্রযোজ্য: বল দ্বারা প্রভাবিত স্থান যত ছোট হবে, চাপের শক্তির পরিমাণ তত বেশি হবে। তবে, যদি, ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পায় (একই বল দিয়ে), কাঙ্খিত মান হ্রাস পায়।

হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপ সূত্র

পদার্থের বিভিন্ন সামগ্রিক অবস্থা, তাদের বৈশিষ্ট্যগুলির উপস্থিতি সরবরাহ করে যা একে অপরের থেকে আলাদা। এর উপর ভিত্তি করে, তাদের মধ্যে P নির্ধারণের পদ্ধতিগুলিও ভিন্ন হবে।

উদাহরণস্বরূপ, জলের চাপের সূত্র (হাইড্রোস্ট্যাটিক) এইরকম দেখায়: P=pgh। এটি গ্যাসের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য। তবে, উচ্চতা এবং বায়ুর ঘনত্বের পার্থক্যের কারণে এটি বায়ুমণ্ডলীয় চাপ গণনা করতে ব্যবহার করা যাবে না।

এই সূত্রে, p হল ঘনত্ব, g হল মহাকর্ষীয় ত্বরণ এবং h হল উচ্চতা। এর উপর ভিত্তি করে, একটি বস্তু বা বস্তু যত গভীরে ডুবে যাবে, তরল (গ্যাস) এর ভিতরে তার উপর চাপ তত বেশি হবে।

বিবেচনাধীন বৈকল্পিকটি শাস্ত্রীয় উদাহরণ P=F / S. এর একটি অভিযোজন

যদি আমরা মনে রাখি যে বলটি মুক্ত পতনের বেগ (F=mg) দ্বারা ভরের ডেরিভেটিভের সমান এবং তরলের ভর হল ঘনত্ব (m=pV) দ্বারা আয়তনের ডেরিভেটিভ, তাহলে চাপের সূত্রটিকে P=pVg/S হিসাবে লেখা যেতে পারে। এই ক্ষেত্রে, আয়তন হল উচ্চতা (V=Sh) দ্বারা গুণিত ক্ষেত্রফল।

আপনি যদি এই ডেটা সন্নিবেশ করেন, তাহলে দেখা যাচ্ছে যে অংকের ক্ষেত্রফল এবংহর হ্রাস করা যেতে পারে এবং আউটপুট - উপরের সূত্র: P=pgh.

তরলের চাপ বিবেচনা করে, এটা মনে রাখা উচিত যে, কঠিন পদার্থের বিপরীতে, পৃষ্ঠের স্তর প্রায়শই তাদের মধ্যে বিকৃত হতে পারে। এবং এটি, পরিবর্তে, অতিরিক্ত চাপ গঠনে অবদান রাখে।

এই ধরনের পরিস্থিতির জন্য, একটি সামান্য ভিন্ন চাপের সূত্র ব্যবহার করা হয়: P=P₀ + 2QH। এই ক্ষেত্রে P₀ হল অ-বাঁকা স্তরের চাপ এবং Q হল তরল টান পৃষ্ঠ। H হল পৃষ্ঠের গড় বক্রতা, যা ল্যাপ্লেসের সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়: H=½ (1/R₁+ 1/R₂). R₁ এবং R_{2 হল প্রধান বক্রতার ব্যাসার্ধ।}

আংশিক চাপ এবং এর সূত্র

যদিও P=pgh পদ্ধতিটি তরল এবং গ্যাস উভয়ের জন্যই প্রযোজ্য, তবে পরবর্তীতে চাপকে একটু ভিন্ন উপায়ে গণনা করা ভালো।

সত্যটি হল যে প্রকৃতিতে, একটি নিয়ম হিসাবে, একেবারে বিশুদ্ধ পদার্থগুলি খুব সাধারণ নয়, কারণ এতে মিশ্রণগুলি প্রাধান্য পায়। এবং এটি শুধুমাত্র তরল নয়, গ্যাসের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য। এবং আপনি জানেন যে, এই উপাদানগুলির প্রতিটি আলাদা চাপ প্রয়োগ করে, যাকে বলা হয় আংশিক চাপ৷

এটি সনাক্ত করা বেশ সহজ। এটি বিবেচনাধীন মিশ্রণের প্রতিটি উপাদানের চাপের সমষ্টির সমান (আদর্শ গ্যাস)।

এ থেকে এটি অনুসরণ করে যে আংশিক চাপের সূত্রটি এইরকম দেখায়: P=P₁+ P₂+ P 3_{… এবং আরও অনেক কিছু, উপাদানের সংখ্যা অনুযায়ী।}

অনেক সময় বাতাসের চাপ নির্ণয় করতে হয়।যাইহোক, কিছু ভুলভাবে P=pgh স্কিম অনুযায়ী শুধুমাত্র অক্সিজেন দিয়ে গণনা করে। কিন্তু বায়ু বিভিন্ন গ্যাসের মিশ্রণ। এতে নাইট্রোজেন, আর্গন, অক্সিজেন এবং অন্যান্য পদার্থ রয়েছে। বর্তমান পরিস্থিতির উপর ভিত্তি করে, বায়ুচাপের সূত্র হল এর সমস্ত উপাদানের চাপের সমষ্টি। সুতরাং, আপনাকে উপরের P=P₁+ P₂+ P_{3… নিতে হবে}

সর্বাধিক সাধারণ চাপ পরিমাপক

উপরের সূত্রগুলি ব্যবহার করে বিবেচনাধীন থার্মোডাইনামিক পরিমাণ গণনা করা কঠিন না হওয়া সত্ত্বেও, কখনও কখনও গণনাটি চালানোর জন্য কোনও সময় থাকে না। সর্বোপরি, আপনাকে অবশ্যই সর্বদা অসংখ্য সূক্ষ্মতা বিবেচনা করতে হবে। অতএব, সুবিধার জন্য, মানুষের পরিবর্তে এটি করার জন্য শতাব্দী ধরে বেশ কয়েকটি ডিভাইস তৈরি করা হয়েছে।

আসলে, এই ধরনের প্রায় সব ডিভাইসই ম্যানোমিটারের বৈচিত্র্য (গ্যাস এবং তরল পদার্থের চাপ নির্ণয় করতে সাহায্য করে)। যাইহোক, তারা ডিজাইন, নির্ভুলতা এবং সুযোগে ভিন্ন।

• বায়ুমণ্ডলীয় চাপ একটি ব্যারোমিটার নামক চাপ পরিমাপক ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়। যদি ভ্যাকুয়াম নির্ধারণের প্রয়োজন হয় (অর্থাৎ, চাপটি বায়ুমণ্ডলীয় চাপের নিচে), এর আরেকটি সংস্করণ, একটি ভ্যাকুয়াম গেজ ব্যবহার করা হয়।
• একজন ব্যক্তির রক্তচাপ নির্ণয়ের জন্য, একটি স্ফিগমোম্যানোমিটার ব্যবহার করা হয়। বেশিরভাগের কাছে, এটি একটি অ-আক্রমণকারী টোনোমিটার হিসাবে বেশি পরিচিত। এই জাতীয় ডিভাইসের অনেক বৈচিত্র রয়েছে: পারদ যান্ত্রিক থেকে সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় ডিজিটাল পর্যন্ত। তাদের নির্ভুলতা নির্ভর করে যে উপকরণ থেকে তারা তৈরি করা হয় এবং কোথায় তারা পরিমাপ করা হয়।
• পরিবেশে চাপ কমে যায় (অনুসারেইংরেজি - প্রেসার ড্রপ) ডিফারেনশিয়াল প্রেসার গেজ বা ডিফনামোমিটার ব্যবহার করে নির্ধারিত হয় (ডাইনামোমিটারের সাথে বিভ্রান্ত হবেন না)।

চাপের প্রকার

চাপ, এটি খোঁজার সূত্র এবং বিভিন্ন পদার্থের তারতম্য বিবেচনা করে, এই পরিমাণের জাতগুলি সম্পর্কে শেখার মূল্য। তাদের মধ্যে পাঁচটি আছে।

• পরম।
• ব্যারোমেট্রিক
• অতিরিক্ত।
• Vacuometric.
• পার্থক্য।

পরম

এটি বায়ুমণ্ডলের অন্যান্য বায়বীয় উপাদানের প্রভাব বিবেচনা না করে মোট চাপের নাম যার অধীনে একটি পদার্থ বা বস্তু অবস্থিত।

এটি প্যাসকেলে পরিমাপ করা হয় এবং এটি অতিরিক্ত এবং বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমষ্টি। এটি ব্যারোমেট্রিক এবং ভ্যাকুয়াম প্রকারের মধ্যেও পার্থক্য৷

এটি P=P₂ + P₃ বা P=P_{2 দ্বারা গণনা করা হয়- R}4_.

পৃথিবী গ্রহের পরিস্থিতিতে পরম চাপের রেফারেন্স পয়েন্টের জন্য, যে পাত্র থেকে বায়ু সরানো হয় তার ভিতরের চাপ (অর্থাৎ, ক্লাসিক্যাল ভ্যাকুয়াম) নেওয়া হয়৷

অধিকাংশ থার্মোডাইনামিক সূত্রে শুধুমাত্র এই ধরনের চাপ ব্যবহার করা হয়।

ব্যারোমেট্রিক

এই শব্দটি পৃথিবীর পৃষ্ঠ সহ এটিতে পাওয়া সমস্ত বস্তু এবং বস্তুর উপর বায়ুমন্ডলের চাপ (মাধ্যাকর্ষণ) বোঝায়। এটি বেশিরভাগের কাছে বায়ুমণ্ডলীয় নামেও পরিচিত৷

এটি একটি থার্মোডাইনামিক প্যারামিটার হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, এবং এর মান পরিমাপের স্থান এবং সময়ের উপর নির্ভর করে, সেইসাথে আবহাওয়ার অবস্থা এবং সমুদ্রপৃষ্ঠের উপরে / নীচে থাকার উপর নির্ভর করে।

ব্যারোমেট্রিক চাপের মানবায়ুমণ্ডলের শক্তির মডুলাসের সমান একটি ঐক্যের ক্ষেত্রে স্বাভাবিকের সাথে।

একটি স্থিতিশীল বায়ুমণ্ডলে, এই ভৌত ঘটনার মাত্রা একটি বেসের উপর বাতাসের একটি কলামের ওজনের সমান যার ক্ষেত্রফল একটি সমান।

স্বাভাবিক ব্যারোমেট্রিক চাপ - 101 325 Pa (0 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 760 মিমি Hg)। তদুপরি, বস্তুটি পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে যত উঁচুতে থাকবে, তার উপর বায়ুর চাপ তত কম হবে। প্রতি 8 কিলোমিটারে এটি 100 Pa করে কমে যায়।

পাহাড়ের এই সম্পত্তির জন্য ধন্যবাদ, কেটলির জল চুলার চেয়ে বাড়িতে খুব দ্রুত ফুটে। আসল বিষয়টি হ'ল চাপ স্ফুটনাঙ্ককে প্রভাবিত করে: এর হ্রাসের সাথে পরেরটি হ্রাস পায়। এবং বিপরীতভাবে. প্রেসার কুকার এবং একটি অটোক্লেভের মতো রান্নাঘরের যন্ত্রপাতির কাজ এই সম্পত্তিতে তৈরি করা হয়েছে। তাদের ভিতরে চাপ বৃদ্ধি চুলার সাধারণ প্যানের তুলনায় থালা-বাসনে উচ্চ তাপমাত্রা তৈরিতে ভূমিকা রাখে।

বায়ুমণ্ডলীয় চাপ গণনা করতে ব্যারোমেট্রিক উচ্চতা সূত্র ব্যবহার করা হয়। নিচের ছবির মত মনে হচ্ছে।

P হল উচ্চতায় কাঙ্খিত মান, P_{0 হল পৃষ্ঠের কাছাকাছি বায়ুর ঘনত্ব, g হল মুক্ত পতনের ত্বরণ, h হল পৃথিবীর উপরে উচ্চতা, m হল গ্যাসের মোলার ভর, t হল সিস্টেমের তাপমাত্রা, r হল সর্বজনীন গ্যাসের ধ্রুবক 8.3144598 J⁄(mol x K) এবং e হল 2.71828 এর সমান ইউক্লেয়ার সংখ্যা।}

প্রায়শই, উপরের বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সূত্রে, R এর পরিবর্তে K ব্যবহার করা হয়বোল্টজম্যান ধ্রুবক। সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবককে প্রায়শই অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা দ্বারা এর গুণফলের পরিপ্রেক্ষিতে প্রকাশ করা হয়। মোলে কণার সংখ্যা দেওয়া হলে এটি গণনার জন্য আরও সুবিধাজনক।

গণনা করার সময়, আবহাওয়া পরিস্থিতির পরিবর্তনের কারণে বা সমুদ্রপৃষ্ঠের উপরে আরোহণের সময়, সেইসাথে ভৌগলিক অক্ষাংশের কারণে বায়ুর তাপমাত্রার পরিবর্তনের সম্ভাবনাকে আপনার সবসময় বিবেচনা করা উচিত।

গেজ এবং ভ্যাকুয়াম গেজ

বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং পরিমাপ করা পরিবেষ্টিত চাপের মধ্যে পার্থক্যকে অতিচাপ বলা হয়। ফলাফলের উপর নির্ভর করে, মানের নাম পরিবর্তিত হয়।

যদি এটি ধনাত্মক হয় তবে একে গেজ প্রেসার বলা হয়।

যদি প্রাপ্ত ফলাফল একটি বিয়োগ চিহ্ন সহ হয়, তবে তাকে ভ্যাকুয়াম বলে। এটি মনে রাখা উচিত যে এটি ব্যারোমেট্রিকের বেশি হতে পারে না৷

পার্থক্য

এই মান হল বিভিন্ন পরিমাপের পয়েন্টে চাপের পার্থক্য। একটি নিয়ম হিসাবে, এটি যে কোনও সরঞ্জামের চাপের ড্রপ নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়। এটি তেল শিল্পে বিশেষভাবে সত্য৷

কী ধরনের থার্মোডাইনামিক পরিমাণকে চাপ বলা হয় এবং কোন সূত্রের সাহায্যে এটি পাওয়া যায় তা বের করার পর, আমরা এই উপসংহারে আসতে পারি যে এই ঘটনাটি খুবই গুরুত্বপূর্ণ, এবং তাই এটি সম্পর্কে জ্ঞান কখনই অতিরিক্ত হবে না।