ক্যালোরিমিতির মূলনীতি (Fundamental principle of calorimetry)

ক্যালোরিমিতির মুলনীতি জানতে হলে দুটি বিষয় আগে জানতে হবে। তাপধারন ক্ষমতা ও আপেক্ষিক তাপ এ দুটি বিষয় জানতে হবে।

আপেক্ষিক তাপ(specific heat):

1 kg পদার্থের কোন বস্তুুর তাপমাত্রা 1 k(কেলভিন) বাড়াতে যে পরিমাণ তাপের প্রয়োজন হয় তা হচ্ছে ঐ বস্তুুর আপেক্ষিক তাপ।

চিএে  s হচ্ছে আপেক্ষিক তাপ,Q হচ্ছে তাপের পরিমাণ, m হচ্ছে বস্তুুর  ভর,,  (t2-t1) হচ্ছে তাপমাত্রার পরিবর্তন।কয়েকটি বস্তুুর আপেক্ষিক তাপ দেওয়া হলোঃ

পানি-4200 J/kg/k

বরফ-2100 "

জলীয়বাষ্প-২০০০ "

তামা-400 "

রুপা-230 "

সীসা-130 "

মানবদেহ -3470 "

কাচ-670 "

পারদ-140

তাপধারন ক্ষমতা (Heat capacity) :

কোন বস্তুুর তাপমাত্রা 1k বড়াতে যে তাপের প্রয়োজন হয় তাকে ঐ বস্তুুর তাপধারন ক্ষমতা বলে।

চিএে c হচ্ছে  তাপধারন ক্ষমতা, Q হচ্ছে  তাপের পরিমাণ,  ডেল  T হলো তাপমাত্রার পরিবর্তন।

ক্যালোরিমিতির  মুলনীতি (principle of calorimetry)  :

বর্জিত তাপ = গৃহীত তাপ

কেপলারের সূএ(Kepler's Law)

ষোড়শ শতাব্দীতে ডেনমার্কের জ্যোতির্বিদ টাইকোব্রে মঙ্গল গ্রহের গতিবিধি লক্ষ করেন এবং কিছু তথ্য সংগ্রহ করেন। তার এ গবেষণা এবং অন্যান্য  পর্যবেক্ষণেরর সাহায্যে ১৬১৮ সালে ডেনমার্কেরর অপর জ্যোতির্বিদ জোহান কেপলার এ সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে, গ্রহগুলো কোন এক বলের প্রভাবে সূ্র্যকে কেন্দ্র করে অবিরাম ঘুরছে। এই সর্ম্পকে তিনি তিনটি সূএ দেন যা কেপলারের সূএ নামে পরিচিত। সূএ তিনটি নিচে দেওয়া হলোঃ

প্রথম সূএ(1st law):(উপবৃওের সূএ)

প্রতিটি গ্রহ সূ্র্যকে উপবৃওের ফোকাসে রেখে একটি উপবৃওাকার পথে প্রদক্ষিণ করছে।

দ্বিতীয়  সূএ(2nd law): (ক্ষেএফল সূএ)

গ্রহ এবং সূর্যের সংযোগকারী ব্যাসার্ধ রেখা সমান সময়ে সমান ক্ষেএফল অতিক্রম করে।

তৃতীয় সূএ(3rd law):(সময়ের সূএ)

প্রতিটি গ্রহের পর্যায়কালেরর বর্গ সূর্য হতে তার গড় দূরত্বের ঘনফলের সমানুপাতিক।

পড়ন্ত বস্তুুর সূএ গুলো জানতে এখানে ক্লিক করুন।

 

সরল দোলকের সূএাবলি(Law's of simple pendulum)

কৌনিক বিস্তার অল্প হলে সরল দোলকের ক্ষেএে ৪ টি সূএ প্রযোজ্য।  সূএগুলো নিচে দেওয়া হলোঃ

★ প্রথম সূএ(1st law): (সময়কালের সূএ)

কৌনিক বিস্তার অল্প হলে এবং দোলকের কার্যকরী দৈর্ঞ অপরিবর্তিত থাকলে কোন নিদিষ্ট স্থানে একটি সরল দোলকের প্রতিটি দোলনকালের জন্য সমান সময় লাগে।  এক্ষেএে দোলনকাল সময়ের উপর নির্ভর করে না।

★ দ্বিতীয় সূএ(2nd law):(দৈর্ঘ্যের সূএ)

কৌনিক বিস্তার অল্প হলে কোন নির্দিষ্ট স্থানে সরল দোলকের দোলনকাল (T) এর কার্যকরী দৈর্ঘ্য (L) এর বর্গের সমানুপাতে পরিবর্তিত হয়। অর্থাৎ T^2 œL, যখন g ধ্রুব।

★  তৃতীয় সূএ(3rd law):(ত্বরনের সূএ)

কৌনিক বিস্তার অল্প হলে এবং সরল দোলকের কার্যকরী দৈর্ঘ্য (L) অপরিবর্তিত থাকলে এর দোলনকাল (T) অভিকর্ষজ ত্বরন(g) এর বর্গমুলের ব্যাস্তানুপাতে পরিবর্তিত হয়। অর্থাৎ T^2 œ 1/g, যখন L ধ্রুব।

★ চতুর্থ সূএ(4th law):(ভরের সূএ)

কৌনিক বিস্তার অল্প হলে এবং কার্যকরী দৈর্ঘ অপরিবর্তিত থাকলে কোন নির্দিষ্ট স্থানে সরল দোলকের দোলনকাল ববের ভর, আয়তন,উপাদান ইত্যাদির উপর নির্ভর করে না। বিভিন্ন ভর, আয়তন বা উপাদানের জন্য দোলকের দোলনকাল একই হয়।

পড়ন্ত বস্তুুর সূএ(Law's of falling bodies)

১৫৯০ সালে বিজ্ঞনী গ্যালিলিও মুক্তভভাবে পড়ন্ত বস্তুুর বিভিন্ন তথ্য- উপাও সংগ্রহ করে তিনটি আবিষ্কার করেন যা পড়ন্ত বস্তুুর সূএ নামে পরিচিত।

তিনি পিসার হেলানো মিনার থেকে পালক পরীক্ষার সাহায্যে সূএের বাস্তব প্রয়োগ দেখান। 

প্রথম সূএ(1st law): 

স্থির অবস্থান ও একই উচ্চতা থেকে বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তুু সমান সময়ে সমান পথ অতিক্রম করে।

দ্বিতীয় সূএ(2nd law):

স্থির অবস্থান থেকে বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তুুর নির্দিষ্ট সময়ে (t) প্রাপ্ত বেগ (v) ঐ সময়ের সমানুপাতিক।অর্থাৎ  v œ t

তৃতীয় সূএ(3rd law): 

স্থির অবস্থান থেকে বিনা বাধায় পড়ন্ত বস্তুু নির্দিষ্ট সময়ে যে দূরত্ব(h) অতিক্রম করে তা ঐ সময়ের  (t) বর্গের সমানুপাতিক।অর্থাৎ h œ t^ 2

হুুকের সূএ(Hook's law)

হুুকের সূএ জানতে হলে প্রথমই স্থিতিস্থাপকতা বিষয়টি জানতে হবে।

স্থিতিস্থাপকতা(Elasticity): 

কোন বস্তুুর উপর বল প্রয়োগ করে বিকৃতি ঘটানোর পর যদি বল অপসারিত করা হলে যদি বস্তুুটি পূর্বের আকার বা আয়তন ফিরে পায় তাহলে সেই বস্তুুটিকে স্থিতিস্থাপক  পদার্থ বলে।  আর এই ধর্মকে বলা হয় স্থিতিস্থাপকতা।

স্থিতিস্থাপক সীমা(Elastic limit) :

প্রযুক্ত বাহ্যিক বলের যে সর্বোচ্চ বা উর্ধ্বসীমা পর্যন্ত কোন বস্তুু স্থিতিস্থাপক থাকে তাকে ঐ বস্তুুর স্থিতিস্থাপক সীমা বলে।

পীড়ন(Stress):  

একক ক্ষেএফলে বিকৃতির কারনে পদার্থের ভেতর যে বল তৈরি হয় তাকে পীড়ন বলে। অর্থাৎ পীড়ন =F/A

 বিকৃতি(Strain):

বাইরে থেকে বল প্রয়োগ করলে পদার্থের আকার বা দৈর্ঘ্যে যে আপেক্ষিক পরিবর্তন হয় তাকে বিকৃতি বলে।অর্থাৎ বিকৃতি = দৈর্ঘ্যের পরিবর্তন/আদি দৈর্ঘ্য

হুকের  সূএ (Hook's law):

স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে পীড়ন বিকৃতির সমানুপাতিক।  অর্থাৎ পীড়ন œ বিকৃতি 

কাজেই, পীড়ন =ধ্রুবক*বিকৃতি

mind it,স্থিতিস্থাপক সীমা না থাকলে বা ভেঙ্গে গেলে হুুকের সূএ কাজ করবে না।

আর্কিমিডিসের সূএ (Archimedes principle)

যে কোনো তরল বা বয়বীয় পদার্থে কোন বস্তুু ডুবালে এর ওজন কম হয়। এর কারন বস্তুুটি যে আয়তন দখল করে করেছে তার সমপরিমাণ তরল বা বায়বীয় পদার্থ সে অপসারন করেছে। এজন্য বস্তুুটির ওজন কম হয়।

প্লাবতা : কোন বস্তুু সম্পূর্ন বা আংশিকভাবে কোন স্থির তরল বা বায়বীয় পদার্থে নিমজ্জিত করলে তরল বা বায়বীয় পদার্থের  চাপের জন্য বস্তুু উপরের দিকে যে লব্ধি বল অনুভব করে তাকে প্লাবতা বলে। 

★ আর্কিমিডিসের নীতি (Principle ) :

কোন বস্তুকে স্থির তরল বা বায়বীয় পদার্থে আংশিক বা সম্পূর্ণরুপে ডুবালে বস্তুুটি কিছু ওজন হারায়। এ হারানো ওজন বস্তুুটি দ্বারা অপসারিত তরল বা বয়ুবীয় পদার্থের ওজনের সমান।

আবার বস্তুুটি যে পদার্থটি অপসারন করেছে সেটিকে ওজন করলে বস্তুুটির হারানো ওজনের সমান হবে।

 

♦ বস্তুুর ভাসা বা নিমজ্জনে 3 টি ঘটনা ঘটতে পারে :

W = বস্তুুর ওজন এবং W" = অপসারিত তরলের ওজন হলে,

1. W > W" হলে বস্তুুটি ডুবে যাবে অথবা সম্পূর্ণ নিমজ্জিত অবস্থায় ভাসবে।

2. W <  W" হলে বস্তুুটি ভেসে থাকবে। 

3. W = W" হলে বস্তুুটি নিমজ্জিত অবস্থায় ভাসবে। 

নিচে কয়েকটি পদর্থের ঘনত্ব দেওয়া হলো :

   

অ্যালুমিনিয়াম -  2700 kg/m^-3

তামা -  8920 "

কাচ - 2400-2800 "

সোনা - 19300 "

রুপা - 10500 "

সীসা - 11300 "

লোহা - 7860 "

বরফ - 917 "

প্লাটিনাম - 21400 "

মোম -870-960 "

কাঠ -700-900 "

কর্ক - 200-260 "

কেরোসিন - 800 "

গ্লিসারিন - 1260 "

পানি - 1000 "

বাতাস - 1.29 "

 

নিউটনের সকল সূএ (newton&#39;s law)

১৬৮৭ সালে বিজ্ঞনী  স্যার আইজাক নিউটনে আপেল পতন এবং গ্রহ উপগ্রহের গতি পর্যবেক্ষন করে মহাকর্ষ  সূএ প্রদান করেন যা মহাকর্ষ সূএ নামে পরিচিত।

নিউটনের মহাকর্ষ সূএ (law of gravitation) : মহাবিশ্বে যেকোন দুটি বস্তুু পরষ্পরকে আকর্ষন করে। এ আকর্ষন বলের মান বস্তুু দুটির ভরের গুনফলের সমানুপাতিক এবং এদের মধ্যকার দূরত্বের ব্যাস্তানুপাতিক।

 

F=Gm1m2/d^2

m1ওm2 হলো দুটি বস্তুকনার ভর। d এদের মধ্যকার দূরত্ব এবং G মহাকর্ষ ধ্রুবক।

নিউটনের গতি সংক্রান্ত সূএ(newton's law of motion) :

নিউটনের গতিসংক্রান্ত তিনটি সূএ;

প্রথম সূএ (1st law)  : 

কোন বস্তুুর উপর বল প্রয়োগ না করলে স্থির বস্তুু স্থির থাকবে এবং গতিশীল বস্তুু গতিশীল থাকবে।

দ্বিতীয় সূএ (2nd law): 

বস্তুুর ভরবেগের পরিবর্তনের হার তার উপর প্রযুক্ত বলের সমানুপাতিক এবং বল যেদিকে ক্রিয়া করে ভরবেগের পরিবর্তনও সেদিকে ঘটে।

তৃতীয় সূএ(3rd law): 

প্রত্যেকটি ক্রিয়ার একটি সমান ও বিপরীতমুখী প্রতিক্রিয়া রয়েছে। 

প্যাসকেলের সূএ(pascal&#39;s law)

কোন আবদ্ধ তরল বা বয়ুবীয় পদার্থের কোন অংশে চাপ প্রয়োগ করলে সেই চাপ সেই চাপ সবদিকে সঞ্চালিত হয় এ সম্পর্কে বিজ্ঞনী প্যাসকেল একটি সূএ প্রদান করেন যা প্যাসকেলের সূএ নামে পরিচিত।

সূএ (pascal's law):

 আবদ্ধ পাএে তরল বা বয়বীয় পদার্থের কোন অংশের উপর বাইরে থেকে চাপ প্রয়োগ করলে সেই চাপ কিছুমাত্র না কমে তরল বা বায়বীয় পদার্থের সবদিকে সমানভাবে সঞ্চালিত হয় এবং তরল বা বয়ুবীয় পদার্থের সংলগ্ন গায়ে লম্বভাবে ক্রিয়া করে। 

উপরের ছবিতে  ছোট পিস্টনের উপর যে বল(F1) প্রয়াগ প্রয়োগ করা হয়ছে সেই বলই আবার বড় পিস্টনে  (F2) হিসেবে ক্রিয়া করেছে। তাই এখানে প্যাসকেলের সূএের বাস্তব প্রয়োগ ঘটেছে। 

হাইসেনবার্গের সুবিখ্যাত অনিশ্চয়তা সূএ

সূএ:

 একটি কনার অবস্থান যত নিশ্চিত ভাবে নিণর্য় করতে পারব এর ভরবেগ ততই অনিশ্চিত হয়ে যাবে। এর সর্ব নিম্নতম মান h÷2π । আর সূএটি নিচে দেওয়া হলো ঃ

এখানে,

 x = বস্তু বা কনার অবস্থান,  

  p = বস্তু বা কনার ভরবেগ,

 h= প্লাঙ্কের ধ্রুবক (6.126*10^-34),

π=3.1416 

তবে বিজ্ঞানী  হাইসেনবার্গ এর মতে কোন বস্তু বা কনার অবস্থান  নিশ্চিত হলে অন্যটি সঠিকভাবে বের করা সম্ভব হব না, এটি হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি নামে পরিচিত।