তাপ প্রয়োগে সবচেয়ে বেশি প্রসারিত হয় কোন পদার্থ

প্রশ্ন: তাপ প্রয়োগে সবচেয়ে বেশি প্রসারিত হয় কোন পদার্থ?

উত্তর: বায়বীয় পদার্থ

তাপ প্রয়োগে সবচেয়ে বেশি প্রসারিত হয় বায়বীয় পদার্থ।

তাপ প্রয়োগে পদার্থের প্রসারণ একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রাকৃতিক প্রক্রিয়া। এটি "তাপীয় প্রসারণ" (Thermal Expansion) নামে পরিচিত। যখন কোনো পদার্থকে উত্তপ্ত করা হয়, তখন তার অণু-পরমাণুগুলোর কম্পন বৃদ্ধি পায় এবং তারা একে অপর থেকে দূরে সরে যায়, যার ফলে বস্তুটির আয়তন বা দৈর্ঘ্য বেড়ে যায়। তবে সব পদার্থ সমানভাবে প্রসারিত হয় না। কিছু পদার্থ কম তাপে অনেক বেশি প্রসারিত হয়, আবার কিছু পদার্থ অনেক বেশি তাপে অল্প প্রসারিত হয়।

এই প্রক্রিয়ায় সবচেয়ে বেশি প্রসারিত হওয়া পদার্থগুলোর মধ্যে গ্যাস ও পারদ (Mercury) উল্লেখযোগ্য। তবে কঠিন পদার্থের মধ্যে সবচেয়ে বেশি তাপীয় প্রসারণ ঘটে অ্যালুমিনিয়াম (Aluminium)-এ। নিচে আমরা বিভিন্ন পদার্থের প্রসারণ ক্ষমতা বিশ্লেষণ করব।

---

গ্যাস:

তাপ প্রয়োগে সবচেয়ে বেশি প্রসারণ দেখা যায় গ্যাসে। এটি বয়েল ও চার্লসের সূত্র দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায়। গ্যাসের অণুগুলো একে অপর থেকে অনেক দূরে থাকে, তাই তাপ প্রয়োগে তারা সহজেই আরও বেশি ছড়িয়ে পড়ে। গ্যাসের প্রসারণ সাধারণত আয়তন প্রসারণ হিসেবে গণ্য করা হয় এবং এটি তাপমাত্রার সরাসরি অনুপাতিক (directly proportional)। তাই বলা যায়, তাপ প্রয়োগে সবচেয়ে বেশি প্রসারিত হয় গ্যাস।

তবে প্রশ্নে যদি কঠিন বা ধাতব পদার্থের প্রসারণের কথা বোঝানো হয়, তাহলে পারদ ও অ্যালুমিনিয়াম গুরুত্বপূর্ণ।

---

পারদ (Mercury):

পারদ একটি তরল ধাতু, যার তাপীয় প্রসারণ তুলনামূলকভাবে অনেক বেশি। পারদকে অনেক সময় থার্মোমিটারে ব্যবহার করা হয় কারণ এটি সামান্য তাপেও প্রসারিত হয় এবং তাপমাত্রা মাপতে সুবিধা হয়। তবে, যেহেতু এটি তরল পদার্থ, তাই কঠিন পদার্থের তুলনায় এর প্রসারণ প্রকৃতি একটু আলাদা।

---

অ্যালুমিনিয়াম (Aluminium):

অ্যালুমিনিয়াম একটি হালকা ও নরম ধাতু। এটি খুব দ্রুত তাপ শোষণ করে এবং দ্রুত প্রসারিত হয়। এর তাপীয় প্রসারণ গুণাঙ্ক (Coefficient of Thermal Expansion) প্রায় $22.2 \times 10^{-6} /^\circ C$। এই গুণাঙ্ক লোহা বা ইস্পাতের চেয়ে বেশি। তাই অনেক ইঞ্জিনিয়ারিং কাজে যেখানে প্রসারণ একটি বিবেচ্য বিষয়, সেখানে অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহারে বিশেষ সতর্কতা নেওয়া হয়।

---

তুলনামূলক বিশ্লেষণ (Thermal Expansion Coefficient):

পদার্থ	প্রসারণ গুণাঙ্ক ( প্রতি °C-এ প্রতি মিটার দৈর্ঘ্যের পরিবর্তন )
গ্যাস	সর্বোচ্চ (তাপমাত্রার সাথে সরাসরি পরিবর্তনশীল)
পারদ	~ $61 \times 10^{-6} /^\circ C$
অ্যালুমিনিয়াম	~ $22.2 \times 10^{-6} /^\circ C$
লোহা / ইস্পাত	~ $11 - 13 \times 10^{-6} /^\circ C$
কাচ	~ $3 - 9 \times 10^{-6} /^\circ C$

ব্যবহারিক প্রয়োগ:

• রেললাইন বসানোর সময় মাঝে ফাঁক রাখা হয়, কারণ তাপে রেললাইন প্রসারিত হতে পারে।

• ব্রিজের সংযোগস্থলে এক্সপ্যানশন জয়েন্ট রাখা হয়, যেন প্রসারণে ব্রিজ না ফেটে যায়।

• থার্মোমিটার তৈরিতে পারদের ব্যবহার হয়, কারণ এটি তাপমাত্রা অনুযায়ী সহজে প্রসারিত হয়।

---

তাপ প্রয়োগে সবচেয়ে বেশি প্রসারিত হয় গ্যাস, কারণ এর অণুগুলো একে অপর থেকে অনেক দূরে থাকে এবং সহজেই বেশি জায়গা দখল করে। তবে কঠিন বা ধাতব পদার্থের মধ্যে অ্যালুমিনিয়াম সবচেয়ে বেশি প্রসারিত হয়। একারণে বিজ্ঞান, প্রকৌশল এবং দৈনন্দিন জীবনের বিভিন্ন ক্ষেত্রে তাপীয় প্রসারণের জ্ঞান অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

Tweet

Read More..