Read · 2 min
তাপগতি বিদ্যা সম্পর্কে আলোচনা করতে হলে প্রথমে আমাদের জানতে হবে তাপ আর তাপমাত্রা কি , আর এই দুইটি জিনিসের মাঝে মৌলিক পার্থক্যই বা কোথায়?
তাপ আর তাপমাত্রা , ইহারা কি জিনিস ?
তাপ আর তাপমাত্রা ইহারা কোন জিনিস না । শুধুমাত্রা পদার্থবিদ্যার সবচাইতে গুরুত্বপূর্ণ দুইটা ধারনা । আমরা কোন সংজ্ঞায় যাব না । সংজ্ঞায় যাওয়া মানে মানুষের মেধার সাথে এক ধরনের মশকরা করা । যার আসলে কোন মানেই হয় না।
আমরা শুধু কয়েকটা উদাহরণ নিয়ে আলোচনা করব ।
দুইটা একই বস্তু যাদের তাপমাত্রা একই । মনে করি, এক বালতি পানি আর এক মগ পানি । অর্থাৎ বস্তু একই ধরনের, তাপমাত্রাও এক । শুধু বস্তু দুইটার পরিমাণ বা ভর ভিন্ন। এখন এই বস্তু দুইটার তাপ কি সমান ? না , আসলে এদের তাপ সমান না । এদের মাঝে মাঝে বালতির তাপ বেশি । কেন ? কারন তাপ ভরের উপর নির্ভর করে । এই ধারনা থেকে একটা সিদ্ধান্তে আসি - দুইটা বস্তু যদি একই ধরনের হয় , তাদের তাপমাত্রাও এক হয় তবে তাদের মাঝে যার ভর বেশি তার তাপ বেশি ।
আরেকটা জিনিস আমরা জেনে নিই । তাপ হচ্ছে পদার্থের মোট গতিশক্তি । আর তাপমাত্রা হচ্ছে পদার্থের গর গতিশক্তির পরিমাপ ।
একটা জ্বলন্ত ম্যাচের কাঠি । আর এক বাটি পানি । পানির তাপমাত্রা কম , আর ম্যাচের তাপমাত্রা অনেক অনেক বেশি , কারন সেটা জ্বলন্ত ম্যাচ । এবার এদের মাঝে কার তাপ বেশি ? এদের মাঝে তাপ আসলে বাটির পানিগুলার বেশি । কেন বেশি ? এই পানির অণুদের মোট গতি ম্যাচের পানির অণুর মোট গতি থেকে বেশি তাই ।, কেন পানির অণুদের মোট গতিশক্তি ম্যাচের চাইতে বেশি ? কারন হচ্ছে বাটির পানিতে কোটি কোটি পানির অণু আছে , তাদের মোট যদি বের করি তাহলে সেটা ম্যাচের অণুদের মোট থেকেও বেশি হবে । কারন ম্যাচ বাটির চাইতে কম ভরের । এখন যদি বাটিতে পানি ম্যাচের সমান থাকত তখন কিন্তু ম্যাচের তাপ ই বেশি হত ।
আবার বলছি - তাপ হচ্ছে পদার্থের অণুসমূহের মোট গতিশক্তি । আর তাপমাত্রা হচ্ছে পদার্থের গর গতিশক্তির পরিমাপ ।
এখন একটু চিন্তা করি তো কিভাবে তাপ আর তাপমাত্রা ফিল করতে পারব ?
দুইটা বস্তু নিলাম । তাপ কার বেশি বের করতে হবে ?
এখন প্রথম বস্তুর প্রত্যেকটা অণুর গতির যোগফল বের করি অর্থাৎ প্রথম বস্তুর অণুসমূহের মোট গতিশক্তি বের করি
এবার দ্বিতীয় বস্তুর , প্রত্যেকটা অণুর গতির যোগফল বের করি অর্থাৎ ২য় বস্তুর অণুসমূহের মোট গতিশক্তি বের করি ।
এবার যার মোট বেশি তার তাপ বেশি ।
এখন একটা কাজ করি প্রথম বস্তুর মোট গতিশক্তিকে মোট অণুর পরিমাণ দিয়ে ভাগ দেই
আবার দ্বিতীয় বস্তুর মোট গতিশক্তিকে মোট অণুর পরিমাণ দিয়ে ভাগ দেই ।
এই ভাগ ফল আসলে বস্তু দুইটার আলাদা আলাদা গড় গতি শক্তি বের করে ।
এখন যার গড় গতিশক্তি বেশি তার তাপমাত্রা বেশি ।
আমরা উপরে দেখেছি তাপ আর তাপমাত্রা আসলে পদার্থের অণু পরমাণুর গতি সম্পর্কিত বিভিন্ন আলোচনা ছাড়া কিছুই না, মাইক্রস্কপিক জগতে তাপ আসলে অণু পরমাণুর গতিই বলা চলে। মাইক্রস্কপিক জগতে অণু পরমানুর যেই গতিশক্তি তার বিভিন্ন পরিমাণ আশেপাশের জগতকে বিভিন্নভাবে প্রভাবিত করে। আর যার কারনে আমরা তাপ পরিমাপ করতে পারি। কিন্তু মাইক্রস্কপিক জগতের হিসেবে দেখলে তাপ আসলে অণু পরমাণুর গতিশক্তি ছাড়া আর কিছুই নয়। তাপ নামের ভৌত ধর্মটি যখন আবিষ্কৃত হয় তখন যদি মাইক্রোস্কোপ থাকত তবে এর নাম গতিশক্তিই দেয়া হত। তাপ নামক নতুন নামের আমদানি করার প্রয়োজন হত না । আমরা খুব সহজেই বুঝতে পারছি যে তাপের সাথে গতির সম্পর্ক কতটুকু, আর তাপ কিংবা অনু পরমাণুর গতি সম্পর্কে পদার্থবিজ্ঞানের যে অধ্যায়ে আলোচনা করা হয় সেটাই থারমডায়নামিক্স বা তাপগতি বিদ্যা।