সৃজনশীলঃ ‘কোনো ইঞ্জিন এর…’ ভিকারুননিসা নূন স্কুল এন্ড কলেজ ২০২৬ – তাপগতিবিদ্যা, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

অধিক পরিমাণ প্রবাহ গিয়ে যাতে গ্যালভানোমিটার বা সূক্ষ্ম ও সুবেদী বৈদ্যুতিক যন্ত্রকে নষ্ট করতে না পারে তার জন্য যন্ত্রের সাথে সমান্তরালে স্বল্প মানের যে রোধ যুক্ত করা হয় তাই শান্ট। শান্টের প্রধান কাজ হলো গ্যালভানোমিটারের বিদ্যুৎ প্রবাহ হ্রাস করে একে অতি বিদ্যুৎপ্রবাহজনিত ক্ষতির হাত থেকে রক্ষা করা। শান্টকে বর্তনীতে সমান্তরালে সংযোগ দেওয়া হয় যাতে অতিরিক্ত প্রবাহ শান্টের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হতে পারে। এখন শান্টের রোধ শূন্য হলে সম্পূর্ণ প্রবাহই শান্টের ভিতর দিয়ে প্রবাহিত হবে, গ্যালভানোমিটারের মধ্য দিয়ে কোনো বিদ্যুৎই প্রবাহিত হবে না। অন্যদিকে শান্টের রোধ অসীম হলে সম্পূর্ণ প্রবাহই গ্যালভানো মিটারের মধ্যদিয়ে প্রবাহিত হবে ফলে শান্ট ব্যবহারের উদ্দেশ্য ব্যাহত হবে। তাই শান্টের রোধের মান শূন্য বা অসীম হয় না।

ধরি, উৎস ও তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা যথাক্রমে $T_1$ ও $T_2$ এবং এদের থেকে গৃহীত ও বর্জিত তাপ যথাক্রমে $Q_1$ ও $Q_2$ উদ্দীপক অনুসারে, $Q_1-Q_2=\frac{1}{5}{Q}_1$

বা, $Q_2=Q_1-\frac{1}{5}{Q}_1=\frac{4Q_1}{5}$
বা, $\frac{Q_2}{Q_1}=\frac{4}{5}$ ................................(i)

ইঞ্জিনটি প্রত্যাগামী হওয়ায়, $\frac{Q_2}{Q_1}=\frac{T_2}{T_1}=\frac{4}{5}$................................(ii)

উদ্দীপক অনুসারে, $1-\frac{T_2-62}{T_1}=2(1-\frac{T_2}{T_1})$
বা, $1-\frac{T_2}{T_1}+\frac{62}{T_1}=2-2\times \frac{T_2}{T_1}$
বা, $1-\frac{4}{5}+\frac{62}{T_1}=2-2\times \frac{4}{5}$
বা, $\frac{62}{T_1}=2-\frac{8}{5}+\frac{4}{5}-1=\frac{1}{5}$
বা, $T_1=310K$
অতএব, উৎসের তাপমাত্রা 310 K।

‘গ’ হতে পাই, উৎসের তাপমাত্রা, $T_1=310K$
এবং $\frac{T_2}{T_1}=\frac{4}{5}$
বা, $T_2=\frac{4}{5}\times T_1=\frac{4}{5}\times 310=248K$
উৎসের তাপমাত্রা ${100}^{\circ }C$ বাড়ানো হলে দক্ষতা,

${\eta }_1=(1-\frac{T_2}{T_1+100})\times 100\%$
$=(1-\frac{248}{310+100})\times 100\%=39.51\%$

গ্রাহকের তাপমাত্রা ${100}^{\circ }C$ কমানো হলে দক্ষতা,

${\eta }_2=(1-\frac{T_2-100}{T_1})\times 100\%$
$=(1-\frac{248-100}{310})\times 100\%$
$=52.26\%$

এখানে, ${\eta }_2>{\eta }_1$
সুতরাং, দক্ষতা বাড়ানোর জন্য তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা কমানোর পন্থাটি অধিকতর গ্রহণযোগ্য ।