সৃজনশীলঃ ‘2 L আয়তনের…’ chittagong ২০২৫ – বস্তুর ওপর তাপের প্রভাব, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

সমান ইটের রাস্তায় খালি পায়ে হাঁটার তুলনায় ইটের খোয়ার উপর দিয়ে হাঁটা কষ্টসাধ্য।

আমরা জানি, চাপ, $P=\frac{F}{A}$ (F = বল, A= ক্ষেত্রফল)

অর্থাৎ পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল যত কম হবে চাপ তত বেশি হবে। সমান ইটের রাস্তা দিয়ে হাঁটার সময় ইটের পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল বেশি থাকে। ফলে পায়ে কম চাপ অনুভূত হয়। কিন্তু ইটের খোয়ার উপর দিয়ে হাঁটার সময় ইটের খোয়ার পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল কম থাকে। ফলে পায়ে বেশি চাপ অনুভূত হয়। তাই ইটের খোয়ার উপর দিয়ে, হাঁটা কষ্টসাধ্য। 

ধরি, - 5°C তাপমাত্রার বরফকে 0°C এর বরফে পরিণত করতে প্রয়োজনীয় তাপ Q। 

এখানে,

বরফের ভর, $m=396g=0.396\mathrm{kg}$

বরফের আপেক্ষিক তাপ,

$s=2100J{\mathrm{kg}}^{-1}{K}^{-1}$

তাপমাত্রার পরিবর্তন,

$T_2-T_1=[0-(-5){]}^{\circ }C$

$=5^{\circ }C=5K$

আমরা জানি, 

$\begin{array}{cc}Q& =\mathrm{ms}(T_2-T_1)\\ & =0.396\times 2100\times 5J\\ & =4158J\end{array}$

আবার, 0°C তাপমাত্রার বরফকে গলানোর প্রয়োজনীয় তাপ $Q^{\prime }$ হলে,

এখানে,

বরফের ভর, m = 0.396kg

বরফ গলনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ, $L=336000J{\mathrm{kg}}^{-1}$

$\begin{array}{cc}{Q}^{\prime }& =\mathrm{mL}\\ & =0.396\times 336000\\ & =133056J\end{array}$

মোট তাপ $=Q+Q^{\prime }$

$=4158+133056$

$=137214J$

সুতরাং, বরফ টুকরা সম্পূর্ণ গলাতে প্রয়োজনীয় তাপ 137214J।

দেওয়া আছে,

বরফের ভর, m=396g

বরফের ঘনত্ব, $\rho =\frac{11}{12}\mathrm{gm}/\mathrm{cc}$

বরফের আয়তন, $V=$ ?

আমরা জানি, 

$\rho =\frac{m}{\dot{V}}$

বা, $V=\frac{m}{\rho }$

$=\frac{396}{\frac{11}{12}}$

$=432\mathrm{cc}$

$=432\mathrm{mL}[\because 1\mathrm{cc}=1{\mathrm{cm}}^3=1\mathrm{mL}]$

আমরা জানি, বরফের $\frac{11}{12}$ অংশ পানিতে ডুবে।

$\therefore$ পানিতে ডুবে থাকা বরফের আয়তন $=432\times \frac{11}{12}\mathrm{mL}$

$=396\mathrm{mL}$

তাহলে, 396 mL বরফ ডুবে থাকার কারণে 396 mL পরিমাণ পানি 2L আয়তনের পানি দ্বারা পরিপূর্ণ পাত্র হতে উপচে পড়ে। আবার, 1g বরফ 1mL পানিতে পরিণত হয়।

∴ 396g বরফ (1 × 396) mL বা, 396 mL পানিতে পরিণত হয়।

তাই, 396 mL পানি উপচে পড়ার পর 396g বরফ সম্পূর্ণ গললে পাত্রটি আবার পরিপূর্ণ হবে এবং কোনো পানি উপচে পড়বে না।অতএব, শিক্ষার্থীর পর্যবেক্ষণ সঠিক ছিল।