সৃজনশীলঃ ‘2 m দৈর্ঘ্যবিশিষ্ট…’ ময়মনসিংহ বোর্ড ২০২৪ – বস্তুর ওপর তাপের প্রভাব, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

তাপ ও তাপমাত্রার মধ্যে পার্থক্য হলো-

দেওয়া আছে,
দণ্ডটির আদি দৈর্ঘ্য, $L_0=2m$
তাপমাত্রার বৃদ্ধি,

$\Delta \theta =(100-30{)}^{\circ }C={70}^{\circ }=70K$

দৈর্ঘ্য প্রসারণ সহগ,

$\alpha =16.7\times {10}^{-6}{K}^{-1}$

দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি, $\Delta L=$ ?

আমরা জানি,

দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি,

$\begin{array}{cc}\Delta L& =L_0\alpha \Delta \theta \\ & =2\times 16.7\times {10}^{-6}\times 70\\ & =2.338\times {10}^{-3}m\\ & =0.234\mathrm{cm}\text{ (Ans.) }\end{array}$

উদ্দীপকের A পদার্থ হলো কঠিন পদার্থ এবং B পদার্থ হলো একটি তরল পদার্থ। তাপ প্রদানের ফলে কঠিন পদার্থের প্রসারণ তরল পদার্থের প্রসারণের তুলনায় কম হয়। কঠিন পদার্থকে অনেকগুলো অণু হিসেবে আমরা কল্পনা করতে পারি। এ অণুগুলো পরস্পর আন্তঃআণবিক বল দ্বারা শক্তভাবে লেগে থাকে। কঠিন পদার্থকে উত্তপ্ত করলে এ অণুগুলো কাঁপতে থাকে। তাপমাত্রা যত বেশি হবে অণুগুলো তত বেশি কাঁপতে থাকবে। ফলে অণুগুলো একে অপর থেকে দূরে সরে গিয়ে নতুন সাম্যাবস্থার সৃষ্টি করবে। সব অণু যখন একে অন্য থেকে দূরে সরে যাবে তখন বস্তুটির প্রসারণ ঘটে। কঠিন পদার্থের অণুগুলোর মাঝে আন্তঃআণবিক বলের জন্য আন্তঃআণবিক দূরত্ব কম থাকায় এর প্রসারণ খুব কম হয়। অপরদিকে তরলের দৈর্ঘ্য বা ক্ষেত্রফল বলে কিছু নেই। তরল পদার্থের শুধু আয়তনই আছে। কাজেই তাপে তরল পদার্থের প্রসারণ বলতে তার আয়তন প্রসারণকেই বোঝায়। কঠিনের তুলনায় তরল পদার্থের আন্তঃআণবিক বল কম থাকায় অণুগুলো দূরে অবস্থান করে। ফলে তাপের প্রভাবে অণুগুলো আরো দূরে গিয়ে সাম্যাবস্থার সৃষ্টি করে। তাই কঠিনের তুলনায় তরলের প্রসারণ বেশি হয়। তবে তরলের ক্ষেত্রে আমরা যেই প্রসারণ দেখি, তা হলো আপাত প্রসারণ। কারণ এতে পাত্রের প্রসারণও থাকে। আপাত প্রসারণ থেকে পাত্রের প্রসারণ বাদ দিলে তরলের প্রকৃত প্রসারণ পাওয়া যায়।
তাই বলা যায়, তাপ প্রয়োগে 'B' পদার্থের প্রসারণ 'A' পদার্থ থেকে বেশি হবে।