আসুন তাপ স্থানান্তর কি তা নিয়ে কথা বলি। এই শব্দটি পদার্থে শক্তি স্থানান্তরের প্রক্রিয়াকে বোঝায়। এটি একটি জটিল প্রক্রিয়া দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, তাপ সমীকরণ দ্বারা বর্ণিত।
তাপ স্থানান্তরের বিভিন্ন প্রকার
কীভাবে তাপ স্থানান্তর শ্রেণীবদ্ধ করা হয়? তাপ সঞ্চালন, পরিচলন, বিকিরণ হল শক্তি স্থানান্তরের তিনটি পদ্ধতি যা প্রকৃতিতে বিদ্যমান।
এদের প্রত্যেকের নিজস্ব স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য, বৈশিষ্ট্য, প্রযুক্তিতে অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে।
তাপ পরিবাহিতা
অণুর গতিশক্তির যোগফল হিসেবে তাপের পরিমাণ বোঝা যায়। যখন তারা সংঘর্ষ হয়, তারা তাদের তাপের কিছু অংশ ঠান্ডা কণাতে স্থানান্তর করতে সক্ষম হয়। তাপ পরিবাহিতা কঠিন পদার্থে সর্বাধিক প্রকাশ পায়, তরলের ক্ষেত্রে কম সাধারণ, বায়বীয় পদার্থের জন্য একেবারেই সাধারণ নয়।
একটি উদাহরণ হিসাবে যা একটি অঞ্চল থেকে অন্য অঞ্চলে তাপ স্থানান্তর করার কঠিন পদার্থের ক্ষমতা নিশ্চিত করে, নিম্নলিখিত পরীক্ষাটি বিবেচনা করুন৷
আপনি যদি একটি স্টিলের তারে ধাতব বোতামগুলি ঠিক করেন, তবে তারের শেষটি একটি জ্বলন্ত স্পিরিট ল্যাম্পের কাছে আনুন, ধীরে ধীরে বোতামগুলি থেকে পড়ে যেতে শুরু করবে। উত্তপ্ত হলে, অণুগুলি দ্রুত গতিতে চলতে শুরু করে, প্রায়শইএকে অপরের সাথে সংঘর্ষ। এই কণাগুলিই শীতল অঞ্চলে তাদের শক্তি এবং তাপ দেয়। যদি তরল এবং গ্যাসগুলি পর্যাপ্ত পরিমাণে দ্রুত তাপের বহিঃপ্রবাহ সরবরাহ না করে, তবে এটি গরম অঞ্চলে তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্টে তীব্র বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে।
তাপ বিকিরণ
এনার্জি ট্রান্সফারের সাথে কী ধরনের তাপ স্থানান্তর হয় এই প্রশ্নের উত্তর দিতে গেলে এই বিশেষ পদ্ধতিটি লক্ষ্য করা প্রয়োজন। দীপ্তিমান স্থানান্তর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ দ্বারা শক্তি স্থানান্তর জড়িত। এই বৈকল্পিকটি 4000 K তাপমাত্রায় পরিলক্ষিত হয় এবং তাপ পরিবাহী সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা হয়। শোষণ সহগ একটি নির্দিষ্ট গ্যাসের রাসায়নিক গঠন, তাপমাত্রা, ঘনত্বের উপর নির্ভর করে।
বায়ুর তাপ স্থানান্তরের একটি নির্দিষ্ট সীমা রয়েছে, শক্তি প্রবাহ বৃদ্ধির সাথে, তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট বৃদ্ধি পায়, শোষণ সহগ বৃদ্ধি পায়। তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টের মান অ্যাডিয়াব্যাটিক গ্রেডিয়েন্টকে অতিক্রম করার পরে, পরিচলন ঘটবে।
তাপ স্থানান্তর কি? এটি সরাসরি যোগাযোগের মাধ্যমে বা উপাদানগুলিকে আলাদা করে এমন একটি পার্টিশনের মাধ্যমে একটি গরম বস্তু থেকে ঠান্ডা বস্তুতে শক্তি স্থানান্তর করার শারীরিক প্রক্রিয়া৷
যদি একই সিস্টেমের শরীরের বিভিন্ন তাপমাত্রা থাকে, তবে শক্তি স্থানান্তরের প্রক্রিয়াটি ঘটে যতক্ষণ না তাদের মধ্যে থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য প্রতিষ্ঠিত হয়।
তাপ স্থানান্তর বৈশিষ্ট্য
তাপ স্থানান্তর কি? এই ঘটনার বৈশিষ্ট্য কি? আপনি এটি সম্পূর্ণরূপে বন্ধ করতে পারবেন না, আপনি শুধুমাত্র করতে পারেনতার গতি কমাতে? তাপ স্থানান্তর কি প্রকৃতি এবং প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়? এটি তাপ স্থানান্তর যা অনেক প্রাকৃতিক ঘটনার সাথে থাকে এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত করে: গ্রহ এবং নক্ষত্রের বিবর্তন, আমাদের গ্রহের পৃষ্ঠে আবহাওয়া সংক্রান্ত প্রক্রিয়া। উদাহরণস্বরূপ, একসাথে ভর বিনিময়ের সাথে, তাপ স্থানান্তরের প্রক্রিয়াটি আপনাকে বাষ্পীভূত শীতলকরণ, শুকানো, প্রসারণ বিশ্লেষণ করতে দেয়। এটি একটি কঠিন প্রাচীরের মাধ্যমে তাপ শক্তির দুটি বাহকের মধ্যে সঞ্চালিত হয়, যা দেহগুলির মধ্যে একটি ইন্টারফেস হিসাবে কাজ করে৷
প্রকৃতি এবং প্রযুক্তিতে তাপ স্থানান্তর একটি পৃথক দেহের অবস্থা চিহ্নিত করার একটি উপায়, একটি থার্মোডাইনামিক সিস্টেমের বৈশিষ্ট্যগুলি বিশ্লেষণ করে৷
ফুরিয়ার আইন
এটিকে তাপ সঞ্চালনের নিয়ম বলা হয়, কারণ এটি তাপ হ্রাসের মোট শক্তি, সমান্তরাল পাইপের ক্রস-বিভাগীয় এলাকার সাথে তাপমাত্রার পার্থক্য, এর দৈর্ঘ্য এবং তাপ পরিবাহিতার সহগের সাথে সংযুক্ত করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি ভ্যাকুয়ামের জন্য, এই সূচকটি প্রায় শূন্য। এই ঘটনার কারণ হল তাপ বহন করতে পারে এমন একটি ভ্যাকুয়ামে উপাদান কণার ন্যূনতম ঘনত্ব। এই বৈশিষ্ট্য থাকা সত্ত্বেও, ভ্যাকুয়ামে বিকিরণ দ্বারা শক্তি স্থানান্তরের একটি বৈকল্পিক রয়েছে। একটি থার্মস ভিত্তিতে তাপ স্থানান্তর ব্যবহার বিবেচনা করুন। প্রতিফলন প্রক্রিয়া বাড়ানোর জন্য এর দেয়ালগুলিকে দ্বিগুণ করা হয়েছে। তাপের ক্ষতি কমানোর সময় তাদের মধ্যে বায়ু পাম্প করা হয়৷
পরিচলন
তাপ স্থানান্তর কী এই প্রশ্নের উত্তরে, তরলে তাপ স্থানান্তরের প্রক্রিয়াটি বিবেচনা করুনবা স্বতঃস্ফূর্ত বা জোরপূর্বক মিশ্রণ দ্বারা গ্যাসে। জোরপূর্বক সংবহনের ক্ষেত্রে, পদার্থের নড়াচড়া বাহ্যিক শক্তির ক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট হয়: ফ্যান ব্লেড, পাম্প। একটি অনুরূপ বিকল্প এমন পরিস্থিতিতে ব্যবহার করা হয় যেখানে প্রাকৃতিক পরিচলন কার্যকর হয় না৷
একটি প্রাকৃতিক প্রক্রিয়া সেই ক্ষেত্রে পরিলক্ষিত হয় যখন, অসম উত্তাপের সাথে, পদার্থের নীচের স্তরগুলি উত্তপ্ত হয়। তাদের ঘনত্ব হ্রাস পায়, তারা উপরে ওঠে। বিপরীতে, উপরের স্তরগুলি ঠান্ডা হয়, ভারী হয়ে যায় এবং নীচে ডুবে যায়। আরও, প্রক্রিয়াটি বেশ কয়েকবার পুনরাবৃত্তি করা হয়, এবং মিশ্রণের সময়, ঘূর্ণিগুলির গঠনে স্ব-সংগঠন পরিলক্ষিত হয়, পরিচলন কোষ থেকে একটি নিয়মিত জালি তৈরি হয়।
প্রাকৃতিক পরিচলনের কারণে মেঘ তৈরি হয়, বৃষ্টিপাত হয় এবং টেকটোনিক প্লেট নড়ে। পরিচলনের মাধ্যমে সূর্যের উপর কণিকা তৈরি হয়।
তাপ স্থানান্তরের সঠিক ব্যবহার সর্বনিম্ন তাপ ক্ষতি, সর্বোচ্চ খরচ নিশ্চিত করে।
পরিবর্তনের সারাংশ
পরিচলন ব্যাখ্যা করার জন্য, আপনি আর্কিমিডিসের আইন, সেইসাথে কঠিন এবং তরলগুলির তাপীয় প্রসারণ ব্যবহার করতে পারেন। তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে তরলের আয়তন বৃদ্ধি পায় এবং ঘনত্ব হ্রাস পায়। আর্কিমিডিস শক্তির প্রভাবে, একটি হালকা (উত্তপ্ত) তরল উপরের দিকে ঝুঁকে পড়ে এবং ঠান্ডা (ঘন) স্তরগুলি নীচে পড়ে, ধীরে ধীরে উষ্ণ হয়।
যখন তরল উপর থেকে উত্তপ্ত হয়, উষ্ণ তরলটি তার আসল অবস্থানে থাকে, তাই কোন পরিচলন পরিলক্ষিত হয় না। চক্রটি এভাবেই কাজ করেতরল, যা উষ্ণ এলাকা থেকে ঠান্ডা জায়গায় শক্তি স্থানান্তরের সাথে থাকে। গ্যাসে, পরিচলন একটি অনুরূপ প্রক্রিয়া অনুসারে ঘটে।
থার্মোডাইনামিক দৃষ্টিকোণ থেকে, পরিচলনকে তাপ স্থানান্তরের একটি রূপ হিসাবে বিবেচনা করা হয়, যেখানে অভ্যন্তরীণ শক্তির স্থানান্তর অসমভাবে উত্তপ্ত পদার্থের পৃথক প্রবাহ দ্বারা ঘটে। একটি অনুরূপ ঘটনা প্রকৃতিতে এবং দৈনন্দিন জীবনে ঘটে। উদাহরণস্বরূপ, হিটিং রেডিয়েটারগুলি মেঝে থেকে ন্যূনতম উচ্চতায়, জানালার কাছে ইনস্টল করা হয়৷
ঠান্ডা বাতাস ব্যাটারি দ্বারা উষ্ণ হয়, তারপর ধীরে ধীরে উপরে উঠে যায়, যেখানে এটি জানালা থেকে নেমে আসা ঠান্ডা বাতাসের সাথে মিশে যায়। পরিচলন রুমে একটি অভিন্ন তাপমাত্রা স্থাপনের দিকে পরিচালিত করে।
বায়ুমণ্ডলীয় পরিচলনের সাধারণ উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে বায়ু: বর্ষা, বাতাস। পৃথিবীর কিছু অংশে উত্তপ্ত হওয়া বাতাস অন্যদের উপর ঠান্ডা হয়, যার ফলস্বরূপ এটি সঞ্চালিত হয়, আর্দ্রতা এবং শক্তি স্থানান্তরিত হয়।
প্রাকৃতিক পরিচলনের বৈশিষ্ট্য
এটি একবারে বিভিন্ন কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, প্রাকৃতিক পরিচলনের হার পৃথিবীর প্রতিদিনের গতিবিধি, সমুদ্রের স্রোত এবং পৃষ্ঠের টপোগ্রাফি দ্বারা প্রভাবিত হয়। এটি পরিচলন যা আগ্নেয়গিরির গর্ত এবং ধোঁয়ার পাইপ থেকে বেরিয়ে আসার, পাহাড়ের গঠন, বিভিন্ন পাখির উড্ডয়নের ভিত্তি।
উপসংহারে
তাপীয় বিকিরণ একটি অবিচ্ছিন্ন বর্ণালী সহ একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক প্রক্রিয়া, যা পদার্থ দ্বারা নির্গত হয়, অভ্যন্তরীণ শক্তির কারণে ঘটে। তাপীয় বিকিরণ গণনা চালানোর জন্য, মধ্যেপদার্থবিদ্যা ব্ল্যাকবডি মডেল ব্যবহার করে। স্টেফান-বোল্টজম্যান আইন ব্যবহার করে তাপীয় বিকিরণ বর্ণনা কর। এই ধরনের দেহের বিকিরণ শক্তি শরীরের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং তাপমাত্রার সাথে সরাসরি সমানুপাতিক, চতুর্থ শক্তিতে নেওয়া হয়।
অ-অভিন্ন তাপমাত্রা বন্টন আছে এমন যে কোনও সংস্থায় তাপ পরিবাহিতা সম্ভব। ঘটনার সারমর্ম হল অণু এবং পরমাণুর গতিশক্তির পরিবর্তন, যা শরীরের তাপমাত্রা নির্ধারণ করে। কিছু ক্ষেত্রে, তাপ পরিবাহিতাকে একটি নির্দিষ্ট পদার্থের তাপ সঞ্চালনের পরিমাণগত ক্ষমতা বলে মনে করা হয়।
তাপ শক্তি বিনিময়ের বৃহৎ আকারের প্রক্রিয়াগুলি সৌর বিকিরণ দ্বারা পৃথিবীর পৃষ্ঠকে উত্তপ্ত করার মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়।
পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে তীব্র পরিচলন স্রোত সমগ্র গ্রহের আবহাওয়ার পরিবর্তন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। মেরু এবং নিরক্ষীয় অঞ্চলের মধ্যে বায়ুমণ্ডলে তাপমাত্রার পার্থক্যের সাথে, পরিচলন প্রবাহ দেখা দেয়: জেট স্ট্রিম, বাণিজ্য বায়ু, ঠান্ডা এবং উষ্ণ ফ্রন্ট।
পৃথিবীর মূল থেকে ভূপৃষ্ঠে তাপ স্থানান্তরের ফলে আগ্নেয়গিরির অগ্ন্যুৎপাত হয়, গিজারের ঘটনা ঘটে। অনেক অঞ্চলে, ভূ-তাপীয় শক্তি বিদ্যুৎ, আবাসিক এবং শিল্প প্রাঙ্গনে তাপ উৎপন্ন করতে ব্যবহৃত হয়।
এটি তাপ যা অনেক উত্পাদন প্রযুক্তিতে একটি বাধ্যতামূলক অংশগ্রহণকারী হয়ে ওঠে। উদাহরণস্বরূপ, ধাতু প্রক্রিয়াকরণ এবং গলিতকরণ, খাদ্য তৈরি, তেল পরিশোধন, ইঞ্জিন পরিচালনা - এই সমস্ত শুধুমাত্র তাপ শক্তির উপস্থিতিতে পরিচালিত হয়।
