পদার্থবিজ্ঞানের সূত্র | পর্ব- ১৫ ও ১৬ (তাপ বিকিরন ও অবস্থার পরিবর্তন)

পদার্থবিজ্ঞানের সূত্র- তাপ বিকিরণ ও অবস্থার পরিবর্তন অধ্যায়ের সূত্রসমূহ।

Image by Wisilife

পদার্থবিজ্ঞানের গুরুত্বপূর্ণ সূত্রের ধারাবাহিক পর্বের আজ থাকছে পর্ব-১৫ ও ১৬। এ পর্বে থাকছে তাপ বিকিরণ ও অবস্থার পরিবর্তন অধ্যায়ের সূত্রসমূহ।

সূত্র:

তাপ বিকিরণ

১। ভীনের সরণ সূত্র, λm ∝ 1/T
বা, λmT = b

যেখানে,
λm = বিকীর্ণ শক্তির তরঙ্গদৈর্ঘ্য
T = কৃষ্ণবস্তুর পরম তাপমাত্রা
b = ভীনের ধ্রুবক

২। স্টেফানের সূত্রানুসারে, কোন কৃষ্ণবস্তুর একক ক্ষেত্রফল থেকে প্রতি সেকেন্ডে বিকীর্ণ শক্তির পরিমাণ, E ∝ T4

                          বা, E = σT4

যেখানে,
σ = স্টেফানের ধ্রুবক
T= কৃষ্ণবস্তুর পরম তাপমাত্রা

বস্তুটি কৃষ্ণবস্তু না হলে স্টেফানের সূত্রানুসারে, E = σeT4

যেখানে, e = বস্তুটির আপেক্ষিক বিকিরণ ক্ষমতা

আদর্শ কৃষ্ণবস্তুর ক্ষেত্রে আপেক্ষিক বিকিরণ ক্ষমতা, e = 1

৩। কোন কৃষ্ণবস্তুর A ক্ষেত্রফল থেকে প্রতি সেকেন্ডে বিকীর্ণ তাপের পরিমাণ, E = AeσT4

এবং বিকিরণের সময় t হলে, E = AeσT4t

যেখানে,

A = বস্তুটির ক্ষেত্রফল
e = বস্তুটির আপেক্ষিক বিকিরণ ক্ষমতা
σ = স্টেফানের ধ্রুবক
T= কৃষ্ণবস্তুর পরম তাপমাত্রা

৪। T তাপমাত্রায় কৃষ্ণবস্তুটি যদি T0 তাপমাত্রার বস্তু দ্বারা বেষ্টিত থাকে তাহলে স্টেফানের সূত্রানুসারে, E = σ(T4 – T04)

আদর্শ কৃষ্ণবস্তু না হলে স্টেফানের সূত্রানুসারে, E = eσ(T4 – T04)

বস্তুর পৃষ্ঠের মোট ক্ষেত্রফল A হলে স্টেফানের সূত্রানুসারে, E = Aeσ(T4 – T04)

বিকিরণের সময় t হলে স্টেফানের সূত্রানুসারে, E = Aeσ(T4 – T04) t

যেখানে,
T= কৃষ্ণবস্তুর পরম তাপমাত্রা
T0 = বেষ্টিত বস্তুর তাপমাত্রা
e = কৃষ্ণবস্তুর আপেক্ষিক বিকিরণ ক্ষমতা
σ = স্টেফানের ধ্রুবক
A = কৃষ্ণবস্তুর ক্ষেত্রফল

৫। শীতলীকরণ পদ্ধতিতে কোন তরল পদার্থের আপেক্ষিক তাপ, S = 1/M [(m1s1 + m2s2) t1/t2 – m1s1]

যেখানে,
M = পরীক্ষণীয় তরল পদার্থের ভর
m1 = নাড়ানিসহ ক্যালরিমিটারের ভর
s1 = ক্যালরিমিটারের উপাদানের আপেক্ষিক তাপ
m2 = পানির ভর
s2 = পানির আপেক্ষিক তাপ = 4200 J/kg.K
t1 = উচ্চ তাপমাত্রা থেকে নিম্ন তাপমাত্রায় পৌছাতে তরল পদার্থটির প্রয়োজনীয় সময়
t2 = উচ্চ তাপমাত্রা থেকে নিম্ন তাপমাত্রায় পৌছাতে পানির প্রয়োজনীয় সময়

অবস্থার পরিবর্তন

১। m ভরের কোন বস্তুর অবস্থা পরিবর্তনের জন্য গৃহীত বা বর্জিত তাপ ΔQ হলে, এর উপাদানের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ, l = ΔQ / m

যেখানে,

ΔQ = গৃহীত বা বর্জিত তাপ
m = বস্তুর ভর

২। বরফ গলনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ, lf ={(m1S1 + m2S2) (θ1 – θ) / M} – S2 θ

যেখানে,
m1 = ক্যালরিমিটারের ভর
S1 = ক্যালরিমিটারের উপাদানের আপেক্ষিক তাপ
m2 = গরম পানির ভর
S2 = পানির আপেক্ষিক তাপ
θ1 = ক্যালরিমিটার ও গরম পানির তাপমাত্রা
θ = মিশ্রণের সর্বনিম্ন তাপমাত্রা
M = বরফের ভর

৩। পানির বাষ্পীভবনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ, lv = {(m1S1 + m2S2) (θ – θ1) / M} – (100 – θ)S2

যেখানে,
m1 = ক্যালরিমিটারের ভর
S1 = ক্যালরিমিটারের উপাদানের আপেক্ষিক তাপ
m2 = ক্যালরিমিটারে ব্যবহৃত পানির ভর
S2 = পানির আপেক্ষিক তাপ
θ1 = ক্যালরিমিটার ও পানির প্রাথমিক তাপমাত্রা
θ = মিশ্রণের সর্বোচ্চ তাপমাত্রা
M = ঘনীভূত বাষ্পের ভর