সবাই ছবিটির সাথে পরিচিত: চুলায় আগুনের উপর জলের পাত্র রয়েছে। ঠান্ডা থেকে জল ধীরে ধীরে গরম হয়ে যায়, তাই প্রথম বুদবুদগুলি এর পৃষ্ঠে উপস্থিত হয় এবং শীঘ্রই এটি সমস্ত আনন্দের সাথে প্রস্ফুটিত হয়। পানির বাষ্পীভবনের তাপ কত? আমাদের মধ্যে কেউ কেউ স্কুল পাঠ্যক্রম থেকে মনে রেখেছে যে প্রাকৃতিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে জলের তাপমাত্রা 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি হতে পারে না। এবং যারা মনে রাখেন না বা বিশ্বাস করেন না তারা যথাযথ থার্মোমিটার ব্যবহার করতে পারেন এবং নিরাপত্তা ব্যবস্থা পর্যবেক্ষণ করে নিশ্চিত করতে পারেন।
কিন্তু এটা কিভাবে হতে পারে? সর্বোপরি, আগুন এখনও প্যানের নীচে জ্বলছে, এটি তার শক্তি তরলে ছেড়ে দেয় এবং জল গরম না করলে কোথায় যায়? উত্তরঃ পানিকে বাষ্পে পরিণত করতে শক্তি ব্যবহার করা হয়।
শক্তি কোথায় যায়
সাধারণ জীবনে, আমরা আমাদের চারপাশের পদার্থের তিনটি অবস্থার সাথে অভ্যস্ত: কঠিন, তরল এবং গ্যাস। কঠিন অবস্থায়, অণুগুলি স্ফটিক জালিতে কঠোরভাবে স্থির থাকে। কিন্তু এর অর্থ এই নয় যে তাদের সম্পূর্ণ স্থিরতা, যেকোনো তাপমাত্রায়, যতক্ষণ না এটি -273 ডিগ্রি সেলসিয়াস (এটি পরম শূন্য) এর চেয়ে অন্তত একটি ডিগ্রি বেশি থাকে, অণুগুলি কম্পন করে। তাছাড়া, কম্পনের প্রশস্ততা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। উত্তপ্ত হলে, শক্তি স্থানান্তরিত হয়একটি পদার্থের কণা, এবং এই বিশৃঙ্খল নড়াচড়াগুলি আরও তীব্র হয়ে ওঠে এবং তারপরে একটি নির্দিষ্ট মুহূর্তে এমন শক্তিতে পৌঁছায় যে অণুগুলি জালির বাসা ছেড়ে চলে যায় - পদার্থটি একটি তরলে পরিণত হয়।
তরল অবস্থায়, অণুগুলি আকর্ষণ বলের দ্বারা একে অপরের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, যদিও তারা স্থানের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে স্থির থাকে না। পদার্থ দ্বারা আরও তাপ সঞ্চয় করার সাথে সাথে, অণুর একটি অংশের বিশৃঙ্খল কম্পন এত বেশি হয়ে যায় যে অণুগুলির একে অপরের প্রতি আকর্ষণের শক্তি পরাস্ত হয় এবং তারা উড়ে যায়। পদার্থের তাপমাত্রা বেড়ে যাওয়া বন্ধ হয়ে যায়, সমস্ত শক্তি এখন কণার পরবর্তী এবং পরবর্তী ব্যাচগুলিতে স্থানান্তরিত হয় এবং তাই ধাপে ধাপে প্যান থেকে সমস্ত জল বাষ্পের আকারে রান্নাঘরে ভরে যায়।
এই প্রক্রিয়াটি চালানোর জন্য প্রতিটি পদার্থের একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ শক্তি প্রয়োজন। অন্যান্য তরলের মতো পানির বাষ্পীভবনের তাপও সীমিত এবং এর নির্দিষ্ট মান রয়েছে।
কোন এককে মাপা হয়
যেকোন শক্তি (এমনকি চলাচল, এমনকি তাপ) জুলে পরিমাপ করা হয়। বিখ্যাত বিজ্ঞানী জেমস জুলের নামানুসারে জুল (জে) নামকরণ করা হয়েছে। সাংখ্যিকভাবে, 1 নিউটন শক্তির সাহায্যে একটি নির্দিষ্ট বস্তুকে 1 মিটার দূরত্বে ধাক্কা দিলে 1 J শক্তি পাওয়া যেতে পারে।
আগে, তাপ পরিমাপ করতে, তারা "ক্যালোরি" এর মতো একটি ধারণা ব্যবহার করত। এটি বিশ্বাস করা হয়েছিল যে তাপ এমন একটি ভৌত পদার্থ যা যে কোনও দেহের ভিতরে বা বাইরে প্রবাহিত হতে পারে। এটি যত বেশি শারীরিক শরীরে "ফাঁস" হয়, এটি তত বেশি উত্তপ্ত হয়। পুরানো পাঠ্যবইগুলিতে, আপনি এখনও এই শারীরিক পরিমাণ খুঁজে পেতে পারেন। তবে এটিকে জুলে রূপান্তর করা কঠিন নয়, এটি 4 দ্বারা গুণ করা যথেষ্ট,19.
তরলকে গ্যাসে রূপান্তর করতে যে শক্তির প্রয়োজন হয় তাকে বাষ্পীভবনের নির্দিষ্ট তাপ বলে। কিন্তু এটা কিভাবে হিসাব করবেন? পানির একটি টেস্ট টিউবকে বাষ্পে পরিণত করা এক জিনিস, এবং একটি বিশাল জাহাজের বাষ্প ইঞ্জিন ট্যাঙ্কে পরিণত করা আরেকটি জিনিস।
অতএব, উদাহরণস্বরূপ, H2O এর জন্য, তাপ প্রকৌশলে তারা "জলের বাষ্পীকরণের নির্দিষ্ট তাপ" ধারণার সাথে কাজ করে (J/kg - পরিমাপের একক) এবং এখানে মূল শব্দটি হল "নির্দিষ্ট"। 1 কেজি তরল পদার্থকে বাষ্পে পরিণত করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির পরিমাণ বিবেচনা করা হয়।
মানটি ল্যাটিন অক্ষর L দ্বারা নির্দেশিত হয়। মানটি প্রতি 1 কেজি জুলে পরিমাপ করা হয়।
পানির জন্য কত শক্তি লাগে
জলের বাষ্পীভবনের নির্দিষ্ট তাপ নিম্নরূপ পরিমাপ করা হয়: N এর পরিমাণ পাত্রে ঢেলে, ফোঁড়াতে আনা হয়। এক লিটার জলের বাষ্পীভবনের জন্য যে শক্তি ব্যয় হয় তার কাঙ্ক্ষিত মান হবে৷
জলের বাষ্পীভবনের নির্দিষ্ট তাপ কী তা পরিমাপ করে, বিজ্ঞানীরা কিছুটা অবাক হয়েছিলেন। গ্যাসে পরিণত হওয়ার জন্য, পৃথিবীতে প্রচলিত সমস্ত তরলের চেয়ে জলের বেশি শক্তি প্রয়োজন: অ্যালকোহলের সম্পূর্ণ লাইন, তরল গ্যাস এবং এমনকি পারদ এবং সীসার মতো ধাতুর চেয়েও বেশি৷
সুতরাং, জলের বাষ্পীভবনের তাপ 2.26 mJ/kg হয়ে গেল। তুলনার জন্য:
পারদের জন্য
অন্যদিকে হলে কি হবে?
আপনি যদি প্রক্রিয়াটি বিপরীত করেন, তরলকে ঘনীভূত করেন তবে কী হবে? বিশেষ কিছু নয়, শক্তি সংরক্ষণের আইনের একটি নিশ্চিতকরণ রয়েছে: যখন একটি ঘনীভূত হয়বাষ্প থেকে এক কিলোগ্রাম তরল, ঠিক একই পরিমাণ তাপ নির্গত হয় যা এটিকে আবার বাষ্পে পরিণত করতে লাগে। অতএব, "বাষ্পীভবন এবং ঘনীকরণের নির্দিষ্ট তাপ" শব্দটি প্রায়শই রেফারেন্স টেবিলে পাওয়া যায়।
প্রসঙ্গক্রমে, বাষ্পীভবনের সময় তাপ শোষিত হয় তা কৃত্রিম ঠান্ডা তৈরির জন্য গৃহস্থালি এবং শিল্প যন্ত্রপাতিগুলিতে সফলভাবে ব্যবহার করা হয়৷
