সৃজনশীলঃ ‘একটি রেললাইনে 18…’ যশোর বোর্ড ২০২৪ – বস্তুর ওপর তাপের প্রভাব, পদার্থবিজ্ঞান (এসএসসি)

মাটির তৈরি কলসির গায়ে অতি ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র ছিদ্র থাকে। যার মধ্যে দিয়ে পানি বাইরের দেয়ালে আসে। বাইরের দেয়ালের এই পানি স্বতঃবাষ্পীভবন প্রক্রিয়ায় বাষ্পীভূত হয় এবং বাষ্পীভবনের জন্য প্রয়োজনীয় সুপ্ততাপ কলসির ভেতরের পানি হতে গ্রহণ করে। ফলে কলসির পানির তাপমাত্রা কমে যায়। তাই মাটির কলসিতে রাখা পানি ঠান্ডা থাকে। পিতল বা লোহার পাত্রে মাটির কলসির ন্যায় কোনো ছিদ্র থাকে না। তাই পানি বাইরে আসতে পারে না। ফলে পানি ঠান্ডা হতে পারে না। এ কারণেই পিতলের কলসের চেয়ে মাটির কলমের পানি বেশি ঠান্ডা হয়।

দেওয়া আছে,
বর্ধিত তাপমাত্রা, $T_C={12}^{\circ }C$
ফারেনহাইট স্কেলে তাপমাত্রা, $T_F=$ ?

আমরা জানি,

$\frac{T_C}{100}=\frac{T_F-32}{180}$

বা, $\frac{12}{100}=\frac{T_F-32}{180}$
বা, $(T_F-32)\times 100=180\times 12$
বা, $T_F-32=\frac{2160}{100}$
বা, $T_F=21.6+32$

$\therefore T_F={53.6}^{\circ }F\text{ (Ans.) }$

উদ্দীপক হতে,
লোহার পাতের আদি দৈর্ঘ্য, $L_0=18m$
লোহার দৈর্ঘ্য প্রসারণ সহগ, $\alpha =11.6\times {10}^{-6}{K}^{-1}$
তাপমাত্রা বৃদ্ধি, $\Delta \theta ={12}^{\circ }C=12K$
লোহার দৈর্ঘ্য প্রসারণ, $\Delta L=$ ?

আমরা জানি,

$\Delta L=\alpha L_0\Delta \theta$
$=11.6\times {10}^{-6}{K}^{-1}\times 18m\times 12K$
$=2.5056\times {10}^{-3}m$
$=0.251\mathrm{cm}<3\mathrm{cm}$

যেহেতু দুটি পাতের মধ্যে রাখা 3 cm ফাঁকা স্থান অপেক্ষা লোহার পাতের দৈর্ঘ্য প্রসারণ কম। সুতরাং বর্ধিত তাপমাত্রায় রেলগাড়ি চলাচল নিরাপদ হবে।