তাপ ক্ষমতা হল গরম করার সময় নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ শোষণ করার বা ঠান্ডা হলে বন্ধ করার ক্ষমতা। একটি শরীরের তাপ ক্ষমতা হল একটি অসীম পরিমাণ তাপের অনুপাত যা একটি শরীর তার তাপমাত্রা সূচকগুলির অনুরূপ বৃদ্ধির সাথে গ্রহণ করে। মান J/K-তে পরিমাপ করা হয়। অনুশীলনে, একটি সামান্য ভিন্ন মান ব্যবহার করা হয় - নির্দিষ্ট তাপ।
সংজ্ঞা
নির্দিষ্ট তাপ মানে কি? এটি একটি পদার্থের একক পরিমাণের সাথে সম্পর্কিত একটি পরিমাণ। তদনুসারে, একটি পদার্থের পরিমাণ ঘন মিটার, কিলোগ্রাম বা এমনকি মোলে পরিমাপ করা যেতে পারে। এটা কিসের উপর নির্ভর করে? পদার্থবিদ্যায়, তাপ ক্ষমতা সরাসরি নির্ভর করে এটি কোন পরিমাণগত একককে নির্দেশ করে, যার মানে তারা মোলার, ভর এবং আয়তনের তাপ ক্ষমতার মধ্যে পার্থক্য করে। নির্মাণ শিল্পে, আপনি মোলার পরিমাপ দেখতে পাবেন না, তবে আপনি সর্বদা অন্যদের দেখতে পাবেন।
কী তাপ ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে?
তাপ ক্ষমতা কী, আপনি জানেন, তবে কী মানগুলি নির্দেশককে প্রভাবিত করে তা এখনও পরিষ্কার নয়। নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতার মান সরাসরি বিভিন্ন উপাদান দ্বারা প্রভাবিত হয়:পদার্থের তাপমাত্রা, চাপ এবং অন্যান্য তাপগতিগত বৈশিষ্ট্য।
একটি পণ্যের তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে এর নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়, তবে কিছু পদার্থ এই সম্পর্কের মধ্যে সম্পূর্ণ অ-রৈখিক বক্ররেখা প্রদর্শন করে। উদাহরণস্বরূপ, তাপমাত্রার সূচকগুলি শূন্য থেকে সাঁইত্রিশ ডিগ্রি পর্যন্ত বৃদ্ধির সাথে, জলের নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা হ্রাস পেতে শুরু করে এবং যদি সীমা সাঁইত্রিশ থেকে একশ ডিগ্রির মধ্যে হয়, তবে সূচকটি বিপরীতভাবে বৃদ্ধি।
এটা লক্ষণীয় যে প্যারামিটারটি কীভাবে পণ্যের থার্মোডাইনামিক বৈশিষ্ট্যগুলি (চাপ, আয়তন এবং আরও) পরিবর্তন করার অনুমতি দেওয়া হয় তার উপরও নির্ভর করে৷ উদাহরণস্বরূপ, স্থিতিশীল চাপে এবং স্থিতিশীল আয়তনে নির্দিষ্ট তাপ ভিন্ন হবে৷
কীভাবে প্যারামিটার গণনা করবেন?
আপনি কি তাপ ক্ষমতা সম্পর্কে আগ্রহী? গণনার সূত্রটি নিম্নরূপ: C \u003d Q / (m ΔT)। এই মান কি? Q হল উত্তাপের সময় পণ্যটি যে পরিমাণ তাপ গ্রহণ করে (বা শীতল হওয়ার সময় পণ্যটি ছেড়ে দেয়)। m হল পণ্যের ভর, এবং ΔT হল পণ্যের চূড়ান্ত এবং প্রাথমিক তাপমাত্রার মধ্যে পার্থক্য। নীচে কিছু উপকরণের তাপ ক্ষমতার একটি টেবিল রয়েছে৷
তাপ ক্ষমতা গণনা সম্পর্কে কি?
তাপ ক্ষমতা গণনা করা সহজ কাজ নয়, বিশেষ করে যদি শুধুমাত্র থার্মোডাইনামিক পদ্ধতি ব্যবহার করা হয় তবে এটি আরও সুনির্দিষ্টভাবে করা অসম্ভব। অতএব, পদার্থবিদরা পরিসংখ্যানগত পদার্থবিদ্যার পদ্ধতি বা পণ্যের মাইক্রোস্ট্রাকচারের জ্ঞান ব্যবহার করেন। কিভাবে গ্যাস জন্য গণনা? গ্যাসের তাপ ক্ষমতাএকটি পদার্থের পৃথক অণুর তাপ গতির গড় শক্তির গণনা থেকে গণনা করা হয়। অণুর গতিবিধি অনুবাদমূলক এবং ঘূর্ণন ধরনের হতে পারে এবং একটি অণুর ভিতরে একটি সম্পূর্ণ পরমাণু বা পরমাণুর কম্পন থাকতে পারে। শাস্ত্রীয় পরিসংখ্যান বলে যে ঘূর্ণন এবং অনুবাদমূলক গতির স্বাধীনতার প্রতিটি ডিগ্রির জন্য, গ্যাসের মোলার তাপ ক্ষমতার একটি মান রয়েছে, যা R / 2 এর সমান এবং স্বাধীনতার প্রতিটি কম্পনের ডিগ্রির জন্য, মানটি R এর সমান। এই নিয়মটিকে ইকুইপার্টিশন আইনও বলা হয়।
একই সময়ে, একটি মনোটমিক গ্যাসের একটি কণা স্বাধীনতার মাত্র তিনটি অনুবাদমূলক ডিগ্রী দ্বারা পৃথক, এবং তাই এর তাপ ক্ষমতা 3R/2 এর সমান হওয়া উচিত, যা পরীক্ষার সাথে চমৎকার চুক্তিতে। প্রতিটি ডায়াটমিক গ্যাসের অণুতে তিনটি ট্রান্সলেশনাল, দুটি ঘূর্ণনশীল এবং একটি কম্পনশীল ডিগ্রী স্বাধীনতা রয়েছে, যার অর্থ হল সুষমকরণ আইন হবে 7R/2, এবং অভিজ্ঞতায় দেখা গেছে যে সাধারণ তাপমাত্রায় ডায়াটমিক গ্যাসের একটি মোলের তাপ ক্ষমতা 5R/ 2. তত্ত্বে এমন অমিল কেন ছিল? সবকিছু এই কারণে যে তাপ ক্ষমতা প্রতিষ্ঠা করার সময়, কোয়ান্টাম পরিসংখ্যান ব্যবহার করার জন্য, অন্য কথায়, বিভিন্ন কোয়ান্টাম প্রভাবগুলি বিবেচনায় নেওয়া প্রয়োজন। আপনি দেখতে পাচ্ছেন, তাপ ক্ষমতা একটি বরং জটিল ধারণা৷
কোয়ান্টাম মেকানিক্স বলে যে গ্যাসের অণু সহ দোদুল্যমান বা ঘোরানো কণার যে কোনও সিস্টেমের নির্দিষ্ট বিচ্ছিন্ন শক্তি মান থাকতে পারে। যদি ইনস্টল করা সিস্টেমে তাপ গতির শক্তি প্রয়োজনীয় কম্পাঙ্কের দোলনগুলিকে উত্তেজিত করার জন্য অপর্যাপ্ত হয়, তবে এই দোলনগুলি এতে অবদান রাখে নাসিস্টেমের তাপ ক্ষমতা।
কঠিন পদার্থে, পরমাণুর তাপীয় গতি নির্দিষ্ট ভারসাম্য অবস্থানের কাছাকাছি একটি দুর্বল দোলন, এটি স্ফটিক জালির নোডগুলিতে প্রযোজ্য। একটি পরমাণুর স্বাধীনতার তিনটি কম্পনশীল ডিগ্রী রয়েছে এবং, আইন অনুসারে, কঠিনের মোলার তাপ ক্ষমতা 3nR, যেখানে n হল অণুতে বিদ্যমান পরমাণুর সংখ্যা। অনুশীলনে, এই মানটি সেই সীমা যা শরীরের তাপ ক্ষমতা উচ্চ তাপমাত্রায় থাকে। মান অনেক উপাদানে স্বাভাবিক তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে অর্জন করা হয়, এটি ধাতু, সেইসাথে সাধারণ যৌগগুলির ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। সীসা এবং অন্যান্য পদার্থের তাপ ক্ষমতাও নির্ধারিত হয়৷
নিম্ন তাপমাত্রা সম্পর্কে কী?
আমরা ইতিমধ্যেই জানি তাপ ক্ষমতা কী, কিন্তু আমরা যদি নিম্ন তাপমাত্রার কথা বলি, তাহলে মানটি কীভাবে গণনা করা হবে? যদি আমরা নিম্ন তাপমাত্রার সূচকগুলির কথা বলি, তাহলে একটি কঠিন শরীরের তাপ ক্ষমতা T 3 বা তথাকথিত ডেবাই তাপ ক্ষমতা আইনের সমানুপাতিক হতে দেখা যায়। নিম্ন তাপমাত্রার থেকে উচ্চ তাপমাত্রার পার্থক্য করার প্রধান মাপকাঠি হল একটি নির্দিষ্ট পদার্থের জন্য একটি বৈশিষ্ট্যগত প্যারামিটারের সাথে তাদের স্বাভাবিক তুলনা - এটি বৈশিষ্ট্যগত বা Debye তাপমাত্রা হতে পারে qD। উপস্থাপিত মানটি পণ্যের পরমাণুর কম্পন বর্ণালী দ্বারা সেট করা হয় এবং স্ফটিক কাঠামোর উপর উল্লেখযোগ্যভাবে নির্ভর করে।
ধাতুগুলিতে, পরিবাহী ইলেকট্রন তাপ ক্ষমতায় একটি নির্দিষ্ট অবদান রাখে। তাপ ক্ষমতা এই অংশ ব্যবহার করে গণনা করা হয়ফার্মি-ডিরাক পরিসংখ্যান, যা ইলেক্ট্রনকে বিবেচনায় নেয়। একটি ধাতুর ইলেকট্রনিক তাপ ক্ষমতা, যা স্বাভাবিক তাপ ক্ষমতার সমানুপাতিক, এটি একটি অপেক্ষাকৃত ছোট মান এবং এটি শুধুমাত্র পরম শূন্যের কাছাকাছি তাপমাত্রায় ধাতুর তাপ ক্ষমতায় অবদান রাখে। তারপর জালির তাপ ক্ষমতা খুব ছোট হয়ে যায় এবং উপেক্ষিত হতে পারে।
ভর তাপ ক্ষমতা
ভর নির্দিষ্ট তাপ হল প্রতি ইউনিট তাপমাত্রায় পণ্যকে উত্তপ্ত করার জন্য পদার্থের একক ভরের মধ্যে যে পরিমাণ তাপ আনতে হয়। এই মানটি সি অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং এটি কেলভিন প্রতি এক কিলোগ্রাম - জে / (কেজি কে) দ্বারা বিভক্ত জুলে পরিমাপ করা হয়। এই সব ভর তাপ ক্ষমতা সম্পর্কে.
ভলিউমেট্রিক তাপ ক্ষমতা কি?
ভলিউম তাপ ক্ষমতা হল একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ যা একটি পণ্যের একক ভলিউমে যোগ করতে হবে যাতে এটি প্রতি ইউনিট তাপমাত্রায় তাপ হয়। এই সূচকটি কেলভিন প্রতি একটি ঘনমিটার বা J / (m³ K) দ্বারা বিভক্ত জুলে পরিমাপ করা হয়। অনেক বিল্ডিং রেফারেন্স বইতে, এটি কর্মক্ষেত্রে ভর নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা যা বিবেচনা করা হয়।
নির্মাণ শিল্পে তাপ ক্ষমতার ব্যবহারিক প্রয়োগ
অনেক তাপ-নিবিড় উপকরণ সক্রিয়ভাবে তাপ-প্রতিরোধী দেয়াল নির্মাণে ব্যবহৃত হয়। পর্যায়ক্রমিক গরম দ্বারা চিহ্নিত করা ঘরগুলির জন্য এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, চুলা। তাপ-নিবিড় পণ্য এবং তাদের থেকে নির্মিত দেয়াল পুরোপুরি তাপ জমা করে, গরম করার সময় এটি সংরক্ষণ করে এবং বন্ধ করার পরে ধীরে ধীরে তাপ ছেড়ে দেয়সিস্টেম, এইভাবে সারা দিন একটি গ্রহণযোগ্য তাপমাত্রা বজায় রাখার অনুমতি দেয়৷
সুতরাং, কাঠামোতে যত বেশি তাপ সঞ্চিত হবে, ঘরের তাপমাত্রা তত বেশি আরামদায়ক এবং স্থিতিশীল হবে।
এটা লক্ষণীয় যে আবাসন নির্মাণে ব্যবহৃত সাধারণ ইট এবং কংক্রিটের তাপ ক্ষমতা প্রসারিত পলিস্টাইরিনের তুলনায় অনেক কম। আমরা যদি ইকোউল নিই, তবে এটি কংক্রিটের চেয়ে তিনগুণ বেশি তাপ গ্রহণকারী। এটি লক্ষ করা উচিত যে তাপের ক্ষমতা গণনার সূত্রে, এটি নিরর্থক নয় যে সেখানে ভর রয়েছে। ইকোউলের তুলনায় কংক্রিট বা ইটের বিশাল বিশাল ভরের কারণে, এটি কাঠামোর পাথরের দেয়ালে প্রচুর পরিমাণে তাপ জমা করতে এবং সমস্ত দৈনিক তাপমাত্রার ওঠানামাকে মসৃণ করতে দেয়। ভাল তাপ ক্ষমতা থাকা সত্ত্বেও সমস্ত ফ্রেম হাউসে নিরোধকের একটি ছোট ভর, সমস্ত ফ্রেম প্রযুক্তির জন্য দুর্বল এলাকা। এই সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, সমস্ত বাড়িতে চিত্তাকর্ষক তাপ সঞ্চয়কারী ইনস্টল করা হয়। এটা কি? এগুলি হল কাঠামোগত অংশ যা মোটামুটি ভাল তাপ ক্ষমতা সূচক সহ একটি বড় ভর দ্বারা চিহ্নিত করা হয়৷
জীবনে তাপ সঞ্চয়কারীর উদাহরণ
এটা কি হতে পারে? উদাহরণস্বরূপ, কিছু ধরণের অভ্যন্তরীণ ইটের দেয়াল, একটি বড় চুলা বা ফায়ারপ্লেস, কংক্রিটের স্ক্রীড।
যেকোন বাড়ি বা অ্যাপার্টমেন্টে আসবাবপত্র একটি চমৎকার তাপ সঞ্চয়কারী, কারণ প্লাইউড, চিপবোর্ড এবং কাঠ আসলে প্রতি কিলোগ্রাম ওজনের কুখ্যাত ইটের চেয়ে তিনগুণ বেশি তাপ সঞ্চয় করতে পারে।
তাপ সঞ্চয়কারীর কোন অসুবিধা আছে কি? অবশ্যই, এই পদ্ধতির প্রধান অসুবিধা হয়ফ্রেম হাউস লেআউট তৈরির পর্যায়ে তাপ সঞ্চয়কারীর ডিজাইন করা দরকার। সব কারণে যে এটি খুব ভারী, এবং ভিত্তি তৈরি করার সময় এটিকে বিবেচনায় নেওয়া দরকার এবং তারপরে কল্পনা করুন যে এই বস্তুটি কীভাবে অভ্যন্তরে একীভূত হবে। এটা বলার অপেক্ষা রাখে না যে শুধুমাত্র ভরই নয়, কাজের ক্ষেত্রে উভয় বৈশিষ্ট্যই মূল্যায়ন করা প্রয়োজন: ভর এবং তাপ ক্ষমতা। উদাহরণস্বরূপ, আপনি যদি তাপ সঞ্চয়স্থান হিসাবে প্রতি ঘনমিটার বিশ টন অবিশ্বাস্য ওজন সহ সোনা ব্যবহার করেন, তবে পণ্যটি কাজ করবে কারণ এটি আড়াই টন ওজনের কংক্রিট কিউবের চেয়ে মাত্র তেইশ শতাংশ ভাল।
তাপ সঞ্চয়ের জন্য কোন পদার্থটি সবচেয়ে উপযুক্ত?
একটি তাপ সঞ্চয়কারীর জন্য সেরা পণ্যটি মোটেই কংক্রিট এবং ইট নয়! তামা, ব্রোঞ্জ এবং লোহা এটির একটি ভাল কাজ করে তবে এগুলি খুব ভারী। অদ্ভুতভাবে যথেষ্ট, কিন্তু সেরা তাপ সঞ্চয়ক জল! তরলটির একটি চিত্তাকর্ষক তাপ ক্ষমতা রয়েছে, যা আমাদের কাছে উপলব্ধ পদার্থের মধ্যে বৃহত্তম। শুধুমাত্র হিলিয়াম গ্যাস (5190 J / (kg K) এবং হাইড্রোজেন (14300 J / (kg K)) এর তাপ ক্ষমতা বেশি, তবে এগুলো অনুশীলনে প্রয়োগ করতে সমস্যা হয়। যদি ইচ্ছা হয় এবং প্রয়োজন হয়, তাহলে পদার্থের তাপ ক্ষমতার সারণী দেখুন। প্রয়োজন।
