অধ্যায় 1.3: তাপ — সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন ও উত্তর (মান ২)
1. তাপ ও তাপমাত্রার মধ্যে দুটি প্রধান পার্থক্য লেখো।
উত্তর:
1. সংজ্ঞা: তাপ হলো এক প্রকার শক্তি যা গ্রহণ করলে বস্তু গরম হয় এবং বর্জন করলে ঠান্ডা হয়। কিন্তু তাপমাত্রা হলো বস্তুর এমন এক তাপীয় অবস্থা যা ঠিক করে দেয় ওই বস্তুটি অন্য বস্তুকে তাপ দেবে না নেবে।
2. পরিমাপক যন্ত্র: তাপ মাপা হয় ক্যালোরিমিটার যন্ত্রের সাহায্যে, আর তাপমাত্রা মাপা হয় থার্মোমিটারের সাহায্যে।
2. লীন তাপ (Latent Heat) কাকে বলে?
উত্তর: একক ভরের কোনো পদার্থের উষ্ণতার পরিবর্তন না ঘটিয়ে, শুধুমাত্র এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় রূপান্তরের জন্য যে পরিমাণ তাপ গ্রহণ বা বর্জন করতে হয়, তাকে ওই পদার্থের ওই অবস্থার পরিবর্তনের লীন তাপ বলে।
3. “বরফ গলনের লীন তাপ 80 cal/g”— কথাটির অর্থ কী?
উত্তর: এই কথাটির অর্থ হলো, 0°C উষ্ণতার 1 গ্রাম বরফকে 0°C উষ্ণতার 1 গ্রাম জলে পরিণত করতে বাইরে থেকে 80 ক্যালোরি তাপ গ্রহণ করতে হয়।
4. মাটির কলসির জল ঠান্ডা থাকে কেন? ব্যাখ্যা করো।
উত্তর: মাটির কলসির গায়ে অসংখ্য ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র ছিদ্র থাকে। ওই ছিদ্র দিয়ে সামান্য পরিমাণ জল কলসির বাইরে চুইয়ে আসে এবং বাষ্পীভূত হয়। বাষ্পায়নের জন্য প্রয়োজনীয় লীন তাপ জল কলসি ও কলসির ভেতরের জল থেকে সংগ্রহ করে। ফলে কলসি ও তার ভেতরের জল তাপ হারিয়ে ঠান্ডা হয়ে যায়।
5. হাতে ইথার বা স্পিরিট ঢাললে ঠান্ডা বোধ হয় কেন?
উত্তর: ইথার বা স্পিরিট খুব উদ্বায়ী তরল। হাতে ঢাললে তা খুব দ্রুত বাষ্পে পরিণত হয়। এই বাষ্পায়নের জন্য প্রয়োজনীয় লীন তাপ স্পিরিট আমাদের হাত থেকে শোষণ করে। হাত তাপ হারায় বলে আমাদের ঠান্ডা লাগে।
6. সেঁক দেওয়ার জন্য জলের বোতল বা হট ওয়াটার ব্যাগ ব্যবহার করা হয় কেন?
উত্তর: অন্যান্য তরলের তুলনায় জলের আপেক্ষিক তাপ সবচেয়ে বেশি (1 cal/g·°C)। তাই নির্দিষ্ট ভরের জল সমপরিমাণ অন্য তরলের চেয়ে অনেক বেশি তাপ গ্রহণ করতে পারে এবং গরম জল অনেকক্ষণ ধরে তাপ ধরে রাখতে পারে ও ধীরে ধীরে তাপ বর্জন করে। তাই সেঁক দেওয়ার কাজে জল সুবিধাজনক।
7. বাষ্পায়ন ও স্ফুটনের মধ্যে দুটি পার্থক্য লেখো।
উত্তর:
1. উষ্ণতা: বাষ্পায়ন যেকোনো উষ্ণতায় ঘটে, কিন্তু স্ফুটন একটি নির্দিষ্ট উষ্ণতায় (স্ফুটনাঙ্কে) ঘটে।
2. শব্দ: বাষ্পায়ন নিঃশব্দে ঘটে, কিন্তু স্ফুটনের সময় শব্দ উৎপন্ন হয় এবং তরল ফুটে ওঠে।
8. ফুটন্ত জলের চেয়ে স্টিম বা বাষ্পে হাত পুড়লে বেশি আরাম পাওয়া যায় না কেন (ক্ষতি বেশি হয় কেন)?
উত্তর: 100°C উষ্ণতার জলের চেয়ে 100°C উষ্ণতার স্টিমে প্রতি গ্রামে 537 ক্যালোরি বেশি তাপ (লীন তাপ) থাকে। তাই স্টিম বা বাষ্প চামড়ার সংস্পর্শে এলে ওই অতিরিক্ত তাপ দেহে ছেড়ে দেয়, ফলে ফুটন্ত জলের চেয়ে বাষ্পে হাত বেশি পুড়ে যায়।
9. জলের ব্যতিক্রান্ত প্রসারণ (Anomalous Expansion) বলতে কী বোঝো?
উত্তর: সাধারণত তাপ দিলে তরলের আয়তন বাড়ে। কিন্তু 0°C থেকে 4°C পর্যন্ত উষ্ণতায় জলকে উত্তপ্ত করলে আয়তন না বেড়ে উল্টে কমে যায়। জলের এই অস্বাভাবিক আচরণকে ব্যতিক্রান্ত প্রসারণ বলে। 4°C উষ্ণতায় জলের ঘনত্ব সবচেয়ে বেশি হয়।
10. একটি গাণিতিক সমস্যা: 50 গ্রাম জলের উষ্ণতা 20°C থেকে বাড়িয়ে 40°C করতে কত তাপ লাগবে? (জলের আপেক্ষিক তাপ = 1 cal/g·°C)
উত্তর:
ভর ($m$) = 50 g
আপেক্ষিক তাপ ($s$) = 1 cal/g·°C
উষ্ণতার পরিবর্তন ($t$) = $40 – 20 = 20°C$
প্রয়োজনীয় তাপ ($H$) = $m \times s \times t$
$H = 50 \times 1 \times 20 = 1000$ ক্যালোরি।
11. সমুদ্রবায়ু কীভাবে প্রবাহিত হয়?
উত্তর: দিনের বেলায় সূর্যের তাপে সমুদ্রের চেয়ে স্থলভাগ বা ডাঙ্গা বেশি তাড়াতাড়ি গরম হয়। ফলে ডাঙ্গার বাতাস গরম ও হালকা হয়ে উপরে উঠে যায়। তখন সমুদ্রের ঠান্ডা বাতাস সেই শূন্যস্থান পূরণ করতে ডাঙ্গার দিকে ছুটে আসে। একেই সমুদ্রবায়ু বলে। এটি পরিচলন স্রোতের একটি উদাহরণ।
12. শীতকালে একটি মোটা জামার চেয়ে দুটি পাতলা জামা গায়ে দিলে বেশি গরম লাগে কেন?
উত্তর: দুটি পাতলা জামার মাঝখানে বায়ুস্তর আটকে থাকে। বায়ু তাপের কুপরিবাহী। এই বায়ুস্তর শরীরের তাপকে বাইরে বেরোতে দেয় না এবং বাইরের ঠান্ডা বাতাসকে শরীরে ঢুকতে দেয় না। তাই একটি মোটা জামার চেয়ে দুটি পাতলা জামা বেশি আরামদায়ক।
13. গলনাঙ্ক বা হিমাঙ্কের ওপর চাপের প্রভাব কী?
উত্তর:
1. যেসব পদার্থ গললে আয়তনে কমে (যেমন- বরফ), চাপ বাড়ালে তাদের গলনাঙ্ক কমে যায়।
2. যেসব পদার্থ গললে আয়তনে বাড়ে (যেমন- মোম), চাপ বাড়ালে তাদের গলনাঙ্ক বেড়ে যায়।
14. শীত প্রধান দেশে পুকুরের জল জমে বরফ হলেও মাছেরা কীভাবে বেঁচে থাকে?
উত্তর: জলের ব্যতিক্রান্ত প্রসারণের জন্য পুকুরের উপরের স্তরের জল জমে বরফ (0°C) হয়ে গেলেও, একদম নিচের স্তরের জল 4°C উষ্ণতায় তরল অবস্থায় থাকে (কারণ 4°C-এ জলের ঘনত্ব সবচেয়ে বেশি)। তাই মাছ ও জলজ প্রাণীরা নিচের ওই তরল জলে বেঁচে থাকতে পারে।
15. প্রেসার কুকারে রান্না তাড়াতাড়ি হয় কেন?
উত্তর: প্রেসার কুকারে আবদ্ধ অবস্থায় বাষ্প জমা হয়ে ভেতরের চাপ বাড়িয়ে দেয়। আমরা জানি, চাপ বাড়লে তরলের স্ফুটনাঙ্ক বেড়ে যায়। ফলে কুকারের ভেতরে জল 100°C-এর বদলে প্রায় 120°C উষ্ণতায় ফুটতে শুরু করে। এই উচ্চ তাপমাত্রায় খাদ্যবস্তু দ্রুত সেদ্ধ হয়।
অধ্যায় 1.3: তাপ — অতিরিক্ত সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন (সেট-২)
16. ক্যালোরিমিতির মূলনীতিটি (Principle of Calorimetry) লেখো।
উত্তর: ভিন্ন উষ্ণতার দুটি বস্তুকে পরস্পরের সংস্পর্শে রাখলে, যদি তাদের মধ্যে কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়া না ঘটে এবং তাপ বাইরে নষ্ট না হয়, তবে—
উষ্ণ বস্তুকর্তৃক বর্জিত তাপ = শীতল বস্তুকর্তৃক গৃহীত তাপ।
17. রেললাইনের দুটি পাতের জোড়ার মুখে একটু ফাঁক রাখা হয় কেন?
উত্তর: কঠিন পদার্থের তাপীয় প্রসারণের জন্য। দিনের বেলায় সূর্যের তাপে বা ট্রেনের চাকার ঘর্ষণে উৎপন্ন তাপে লাইনের লোহার পাত গরম হয়ে দৈর্ঘ্যে প্রসারিত হয়। জোড়মুখে ফাঁক না থাকলে প্রসারিত হওয়ার জায়গা পেত না, ফলে লাইন বেঁকে গিয়ে ট্রেন দুর্ঘটনা ঘটার সম্ভাবনা থাকত।
18. থার্মোফ্লাস্কের দুই দেওয়ালের মাঝখানের অংশ বায়ুশূন্য করা হয় কেন?
উত্তর: আমরা জানি, তাপ পরিবহন ও পরিচলন পদ্ধতির জন্য জড় মাধ্যমের (যেমন বাতাস) প্রয়োজন হয়। থার্মোফ্লাস্কের দুই দেওয়ালের মাঝখান বায়ুশূন্য থাকায় এই দুই পদ্ধতিতে তাপ ভেতরে ঢুকতে বা বাইরে বেরোতে পারে না। ফলে ভেতরের তরল দীর্ঘক্ষণ গরম বা ঠান্ডা থাকে।
19. শীতকালে বা রাতে পুকুরের পাড়ে কুয়াশা দেখা যায় কেন?
উত্তর: পুকুরের জল বাষ্পীভূত হয়ে বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বাড়িয়ে দেয়। শীতকালে বা রাতে বাতাস ঠান্ডা হলে বাতাসের জলীয় বাষ্প ধারণক্ষমতা কমে যায় এবং অতিরিক্ত জলীয় বাষ্প ঘনীভূত হয়ে ধূলিকণাকে আশ্রয় করে ছোট ছোট জলকণা রূপে ভাসে, একেই কুয়াশা বলে।
20. ঘরের ভেন্টিলেটর বা ঘুলঘুলি ছাদের কাছাকাছি করা হয় কেন?
উত্তর: আমরা শ্বাসপ্রশ্বাসের সঙ্গে যে গরম ও দূষিত বাতাস ত্যাগ করি, তা হালকা বলে উপরে উঠে যায় এবং ঘুলঘুলি দিয়ে বেরিয়ে যায়। তখন সেই শূন্যস্থান পূরণ করার জন্য দরজা-জানলা দিয়ে ঠান্ডা ও ভারী বাতাস ঘরে প্রবেশ করে। এভাবেই পরিচলন স্রোতের মাধ্যমে ঘরের বাতাস নির্মল থাকে।
21. রান্নার হাঁড়ি বা কড়াইয়ের নিচেটা কালো এবং অমসৃণ করা হয় কেন?
উত্তর: কালো এবং অমসৃণ তল তাপের খুব ভালো শোষক। রান্নার পাত্রের তলা কালো হলে তা উনুন থেকে খুব দ্রুত এবং বেশি পরিমাণে তাপ শোষণ করতে পারে, ফলে রান্না তাড়াতাড়ি হয় এবং জ্বালানি সাশ্রয় হয়।
22. গাণিতিক সমস্যা: একটি বস্তুর উষ্ণতা 40°C হলে, ফারেনহাইট স্কেলে তার মান কত হবে?
উত্তর:
আমরা জানি, $\frac{C}{5} = \frac{F – 32}{9}$
এখানে, $C = 40$
বা, $\frac{40}{5} = \frac{F – 32}{9}$
বা, $8 = \frac{F – 32}{9}$
বা, $F – 32 = 72$
বা, $F = 72 + 32 = 104$
অতএব, ফারেনহাইট স্কেলে মান হবে 104°F।
23. মোটা কাচের গ্লাসে গরম জল ঢাললে গ্লাসটি ফেটে যায় কেন?
উত্তর: কাচ তাপের কুপরিবাহী। মোটা গ্লাসে গরম জল ঢাললে গ্লাসের ভেতরের দেওয়াল তাপ পেয়ে প্রসারিত হয়, কিন্তু বাইরের দেওয়াল তাপ না পাওয়ায় (কুপরিবাহী বলে) প্রসারিত হতে পারে না। এই অসম প্রসারণের ফলে গ্লাসের দেওয়ালে প্রচণ্ড পীড়নের সৃষ্টি হয় এবং গ্লাসটি ফেটে যায়।
24. গাড়ির ইঞ্জিন ঠান্ডা রাখতে রেডিয়েটরে জল ব্যবহার করা হয় কেন?
উত্তর: জলের আপেক্ষিক তাপ অন্য যেকোনো তরলের চেয়ে বেশি। তাই জল ইঞ্জিন থেকে প্রচুর পরিমাণ তাপ শোষণ করে নিয়ে গরম হলেও নিজে বাষ্পীভূত হয় না বা ইঞ্জিনের ক্ষতি করে না। এই উচ্চ তাপ শোষণ ক্ষমতার জন্যই জলকে ‘কুল্যান্ট’ (Coolant) হিসেবে ব্যবহার করা হয়।
25. মেঘলা রাতে শিশির জমে না কেন?
উত্তর: শিশির জমার জন্য ভূপৃষ্ঠকে তাপ বিকিরণ করে ঠান্ডা হতে হয়। মেঘলা রাতে মেঘ তাপের কুপরিবাহী আবরণের মতো কাজ করে এবং ভূপৃষ্ঠ থেকে বিকিরিত তাপকে মহাশূন্যে ফিরে যেতে বাধা দেয় (Grrenhouse effect-এর মতো)। ফলে ভূপৃষ্ঠ ও সংলগ্ন বাতাস যথেষ্ট ঠান্ডা হতে পারে না, তাই শিশির জমে না।
26. তাপ সঞ্চালনের ‘পরিবহন’ ও ‘পরিচলন’ পদ্ধতির মধ্যে একটি মূল পার্থক্য লেখো।
উত্তর: পরিবহন পদ্ধতিতে মাধ্যমের কণাগুলি স্থান পরিবর্তন করে না, কেবল কাঁপতে থাকে এবং পাশের কণাকে তাপ পৌঁছে দেয় (সাধারণত কঠিন পদার্থে হয়)। কিন্তু পরিচলন পদ্ধতিতে মাধ্যমের উত্তপ্ত কণাগুলি নিজেরাই স্থান পরিবর্তন করে তাপ বয়ে নিয়ে যায় (তরল ও গ্যাসে হয়)।
27. হিমমিশ্র (Freezing Mixture) কী? এর একটি ব্যবহার লেখো।
উত্তর: 3 ভাগ ওজনের বরফ গুঁড়ো এবং 1 ভাগ ওজনের সাধারণ লবণের মিশ্রণকে হিমমিশ্র বলে। এর উষ্ণতা প্রায় -23°C।
ব্যবহার: মাছ, মাংস সংরক্ষণ করতে এবং কুলফি বরফ তৈরি করতে এটি ব্যবহার করা হয়।
28. গাণিতিক সমস্যা: 200 গ্রাম বরফ গলাতে কত তাপ লাগবে? (বরফ গলনের লীন তাপ = 80 cal/g)
উত্তর:
বরফের ভর ($m$) = 200 g
লীন তাপ ($L$) = 80 cal/g
প্রয়োজনীয় তাপ ($H$) = $m \times L$
$H = 200 \times 80 = 16000$ ক্যালোরি।
29. জলের স্ফুটনাঙ্কের ওপর অপদ্রব্যের প্রভাব কী?
উত্তর: বিশুদ্ধ জলে কোনো অপদ্রব্য (যেমন লবণ) মেশালে জলের স্ফুটনাঙ্ক বেড়ে যায়। অর্থাৎ জল 100°C-এর বদলে আরও বেশি তাপমাত্রায় ফুটতে শুরু করে। এই কারণেই ডিম সেদ্ধ করার সময় জলে লবণ দেওয়া হয়।
30. শীতকালে পাখিরা পালক ফুলিয়ে বসে থাকে কেন?
উত্তর: পালক ফোলালে পালকের ফাঁকে ফাঁকে বাতাস আটকে থাকে। বাতাস তাপের কুপরিবাহী, তাই শরীরের ভেতরের তাপ বাইরে আসতে পারে না। এতে পাখিদের শরীর গরম থাকে এবং শীত কম লাগে।
শেয়ার