ধ্রুবক ত্বরণ সহ রেকটিলিনিয়ার গতি। ত্বরণের ধারণা

"ধ্রুব ত্বরণ সহ রৈখিক গতির সময় গতি" বিষয়ের পাঠ পরিকল্পনা

তারিখ :

বিষয়: "ধ্রুব ত্বরণ সহ সরল-রেখা গতির সময় গতি"

লক্ষ্য:

শিক্ষামূলক : ধ্রুব ত্বরণ সহ সরল-রেখা গতির সময় গতি সম্পর্কে জ্ঞানের একটি সচেতন আত্তীকরণ নিশ্চিত করা এবং গঠন করা;

উন্নয়নমূলক : স্বাধীন কার্যকলাপ দক্ষতা এবং গ্রুপ কাজের দক্ষতা বিকাশ চালিয়ে যান।

শিক্ষামূলক : নতুন জ্ঞানে জ্ঞানীয় আগ্রহ তৈরি করা; আচরণগত শৃঙ্খলা বিকাশ।

পাঠের ধরন: নতুন জ্ঞান শেখার পাঠ

সরঞ্জাম এবং তথ্যের উত্স:

ইসাচেঙ্কোভা, এল.এ. পদার্থবিদ্যা: পাঠ্যপুস্তক। 9ম শ্রেণীর জন্য। গণ প্রতিষ্ঠান গড় রাশিয়ান সঙ্গে শিক্ষা ভাষা প্রশিক্ষণ / L. A. Isachenkova, G. V. Palchik, A. A. Sokolsky; দ্বারা সম্পাদিত এ. এ. সোকলস্কি। মিনস্ক: পিপলস অ্যাভেটা, 2015

ইসাচেনকোভা, এল.এ. পদার্থবিজ্ঞানের সমস্যার সংগ্রহ। 9ম শ্রেণী: সাধারণ প্রতিষ্ঠানের শিক্ষার্থীদের জন্য একটি ম্যানুয়াল। গড় রাশিয়ান সঙ্গে শিক্ষা ভাষা প্রশিক্ষণ / এল. এ. ইসাচেঙ্কোভা, জি. ভি. পালচিক, ভি. ভি. ডোরোফেইচিক। মিনস্ক: Aversev, 2016, 2017।

পাঠের গঠন:

সাংগঠনিক মুহূর্ত (5 মিনিট)

মৌলিক জ্ঞান আপডেট করা হচ্ছে (5 মিনিট)

নতুন উপাদান শেখা (15 মিনিট)

শারীরিক শিক্ষা মিনিট (2 মিনিট)

জ্ঞান একত্রীকরণ (13 মিনিট)

পাঠের সারাংশ (5 মিনিট)

আয়োজনের সময়

হ্যালো, বসুন! (উপস্থিতদের পরীক্ষা করা হচ্ছে)।আজ পাঠে আমাদের অবশ্যই ধ্রুব ত্বরণ সহ রৈখিক গতির গতি বুঝতে হবে। এবং এই যে মানেপাঠের বিষয় : ধ্রুব ত্বরণ সহ সরল-রেখা গতির সময় গতি

রেফারেন্স জ্ঞান আপডেট করা

সব অসম আন্দোলনের সহজতম - ধ্রুবক ত্বরণ সহ রেক্টিলাইনার গতি। একে সমান পরিবর্তনশীল বলা হয়।

অভিন্ন গতির সময় শরীরের গতি কীভাবে পরিবর্তিত হয়?

নতুন উপাদান শেখা

একটি ঝোঁক ছুট বরাবর একটি স্টিলের বলের গতিবিধি বিবেচনা করুন। অভিজ্ঞতা দেখায় যে এর ত্বরণ প্রায় স্থির:

দিন ভিসময়ের মুহূর্ত t = 0 বলের একটি প্রাথমিক গতি ছিল (চিত্র 83)।

সময়ের উপর বলের গতির নির্ভরতা কিভাবে খুঁজে বের করা যায়?

বল ত্বরণক = আমাদের উদাহরণেΔt = t , Δ - . মানে,

, কোথায়

ধ্রুব ত্বরণের সাথে চলার সময়, একটি শরীরের গতি রৈখিকভাবে নির্ভর করে সময়

সমতা থেকে ( 1 ) এবং (2) অনুমানগুলির সূত্রগুলি অনুসরণ করে:

আসুন নির্ভরতা গ্রাফ তৈরি করিক এক্স ( t ) এবং v এক্স ( t ) (ভাত। 84, a, b)।

ভাত। 84

চিত্র 83 অনুযায়ীক এক্স = ক > 0, = v 0 > 0.

তারপরনির্ভরতা ক এক্স ( t ) সময়সূচীর সাথে মিলে যায়1 (চিত্র 84 দেখুন, ক)। এইসময় অক্ষের সমান্তরাল সরলরেখা। নির্ভরতাv এক্স ( t ) সময়সূচীর সাথে মিলে যায়, অভিক্ষেপ বৃদ্ধি বর্ণনাskoহত্তয়া (ডুমুর দেখুন। 84, খ)। এটা স্পষ্ট যে এটি বাড়ছেমডিউলগতি. বল নড়ছেঅভিন্নভাবে ত্বরান্বিত।

দ্বিতীয় উদাহরণ বিবেচনা করা যাক (চিত্র 85)। এখন বলের প্রাথমিক গতি খাঁজ বরাবর উপরের দিকে পরিচালিত হয়। ঊর্ধ্বমুখী, বল ধীরে ধীরে গতি হারাবে. বিন্দুতেকসে চালুমুহূর্ত থামবে এবংশুরু করবেনিচে স্লাইড. দাড়িক ডাকাসন্ধিক্ষণ.

অনুসারে অঙ্কন 85 ক এক্স =- ক< 0, = v 0 > 0, এবং সূত্র (3) এবং (4) গ্রাফিক্স মেলে2 এবং 2" (সেমি.চাল 84, ক , খ)।

সময়সূচী 2" দেখায় যে শুরুতে, যখন বলটি উপরের দিকে চলছিল, তখন বেগের অভিক্ষেপv এক্স ইতিবাচক ছিল। একই সঙ্গে কমেছেt= শূন্যের সমান হয়েছে। এই মুহূর্তে বল টার্নিং পয়েন্টে পৌঁছেছেক (চিত্র 85 দেখুন)। এই মুহুর্তে বলের গতির দিক পরিবর্তিত হয়েছে বিপরীত দিকে এবং এ দিকেt> বেগ অভিক্ষেপ নেতিবাচক হয়ে ওঠে।

গ্রাফ থেকে 2" (চিত্র 84 দেখুন, খ) এটাও স্পষ্ট যে ঘূর্ণনের মুহুর্তের আগে, বেগ মডিউল কমে গিয়েছিল - বলটি সমান হারে উপরের দিকে সরে গিয়েছিল। এt > t n বেগ মডিউল বৃদ্ধি পায় - বলটি সমানভাবে ত্বরিত নিচে চলে যায়।

উভয় উদাহরণের জন্য সময় বনাম বেগ মডুলাসের আপনার নিজস্ব গ্রাফ তৈরি করুন।

অভিন্ন গতির অন্য কোন আইন জানা দরকার?

§ 8-এ আমরা প্রমাণ করেছি যে অভিন্ন রেকটিলাইনার গতির জন্য গ্রাফের মধ্যে চিত্রের ক্ষেত্রফলv এক্স এবং সময় অক্ষ (চিত্র 57 দেখুন) স্থানচ্যুতি অভিক্ষেপের সংখ্যাগতভাবে সমান Δr এক্স . এটি প্রমাণিত হতে পারে যে এই নিয়মটি অসম গতির ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য। তারপর, চিত্র 86 অনুযায়ী, স্থানচ্যুতি অভিক্ষেপ Δr এক্স অভিন্নভাবে পর্যায়ক্রমে গতি ট্র্যাপিজয়েডের ক্ষেত্রফল দ্বারা নির্ধারিত হয়এ বি সি ডি . এই ক্ষেত্রটি ঘাঁটির সমষ্টির অর্ধেক সমানট্র্যাপিজয়েড এর উচ্চতা দ্বারা গুণিতবিজ্ঞাপন .

ফলস্বরূপ:

যেহেতু সূত্রের বেগ অভিক্ষেপের গড় মান (5)

অনুসরণ করে:

গাড়ি চালানোর সময় সঙ্গেধ্রুব ত্বরণ, সম্পর্ক (6) শুধুমাত্র অভিক্ষেপের জন্যই নয়, বেগ ভেক্টরের জন্যও সন্তুষ্ট:

ধ্রুব ত্বরণ সহ চলাচলের গড় গতি প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত গতির সমষ্টির অর্ধেক সমান।

সূত্র (5), (6) এবং (7) ব্যবহার করা যাবে নাজন্যআন্দোলন সঙ্গেঅসামঞ্জস্যপূর্ণ ত্বরণ। এই হতে পারেপ্রতিগুরুতর ভুল

জ্ঞান একত্রীকরণ

আসুন 57 পৃষ্ঠা থেকে সমস্যা সমাধানের একটি উদাহরণ দেখি:

গাড়িটি এমন গতিতে চলছিল যার মডুলাস = 72. লাল ট্রাফিক লাইট দেখে চালক রোড সেকশনেs= 50 মি সমানভাবে গতি কমিয়ে = 18 . গাড়ির গতিবিধি নির্ধারণ করুন। ব্রেক করার সময় গাড়িটি যে ত্বরণের সাথে সরেছিল তার দিক এবং মাত্রা খুঁজুন।

দেওয়া: Reshe tion:

72 = 20 গাড়ির চলাচল সমানভাবে ধীর ছিল। Usko-

গাড়ি চালানোউল্টোদিকে

18 = 5 এর গতিবেগ।

ত্বরণ মডিউল:

s= 50 মি

ব্রেক করার সময়:

ক -? Δ t =

তারপর

উত্তর:

পাঠের সারাংশ

গাড়ি চালানোর সময় সঙ্গেধ্রুব ত্বরণের সাথে, গতি রৈখিকভাবে সময়ের উপর নির্ভর করে।

অভিন্নভাবে ত্বরিত গতির সাথে, তাত্ক্ষণিক বেগ এবং ত্বরণের দিকগুলি মিলে যায়; অভিন্নভাবে ধীর গতির সাথে, তারা বিপরীত।

গড় ড্রাইভিং গতিসঙ্গেধ্রুব ত্বরণ প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত বেগের অর্ধেক সমষ্টির সমান।

হোমওয়ার্ক সংস্থা

§ 12, প্রাক্তন। 7 নং 1, 5

প্রতিফলন।

বাক্যাংশগুলি চালিয়ে যান:

আজ ক্লাসে জানলাম...

এটা আকর্ষণীয় ছিল…

পাঠে আমি যে জ্ঞান অর্জন করেছি তা কাজে লাগবে

অভিন্নভাবে ত্বরিত গতির জন্য, নিম্নলিখিত সমীকরণগুলি বৈধ, যা আমরা ডেরিভেশন ছাড়াই উপস্থাপন করি:

আপনি যেমন বুঝেছেন, বাম দিকের ভেক্টর সূত্র এবং ডানদিকের দুটি স্কেলার সূত্র সমান। বীজগণিতের দৃষ্টিকোণ থেকে, স্কেলার সূত্র বলতে বোঝায় যে সমানভাবে ত্বরিত গতি সহ, স্থানচ্যুতির অনুমানগুলি একটি দ্বিঘাত আইন অনুসারে সময়ের উপর নির্ভর করে। তাৎক্ষণিক বেগ অভিক্ষেপের প্রকৃতির সাথে এটি তুলনা করুন (§ 12-h দেখুন)।

 sx = x – xo  and  sy = y – yo  (§ 12 দেখুন), উপরের ডান কলাম থেকে দুটি স্কেলার সূত্র থেকে আমরা স্থানাঙ্কের সমীকরণ পাই:

যেহেতু একটি বডির সমানভাবে ত্বরিত গতির সময় ত্বরণ ধ্রুবক থাকে, তাই স্থানাঙ্ক অক্ষগুলি সর্বদা এমনভাবে অবস্থান করা যেতে পারে যাতে ত্বরণ ভেক্টর একটি অক্ষের সমান্তরালে নির্দেশিত হয়, উদাহরণস্বরূপ Y অক্ষ। ফলস্বরূপ, X অক্ষ বরাবর গতির সমীকরণ হবে লক্ষণীয়ভাবে সরলীকৃত:

x  =  xo + υox t  + (0) এবং y  =  yo + υoy t  + ½ ay t²

অনুগ্রহ করে মনে রাখবেন বাম সমীকরণটি অভিন্ন রেকটিলাইনার গতির সমীকরণের সাথে মিলে যায় (§ 12-g দেখুন)। এর মানে হল যে অভিন্নভাবে ত্বরিত গতি একটি অক্ষ বরাবর অভিন্ন গতি থেকে এবং অন্য অক্ষ বরাবর অভিন্নভাবে ত্বরিত গতি থেকে "রচনা" করতে পারে। এটি একটি ইয়টের কোর সহ অভিজ্ঞতা দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছে (§ 12-বি দেখুন)।

টাস্ক. তার বাহু প্রসারিত করে, মেয়েটি বলটি ছুঁড়ে দিল। তিনি 80 সেমি উঠলেন এবং শীঘ্রই 180 সেমি উড়ে মেয়েটির পায়ে পড়ে গেলেন। বলটি কত গতিতে নিক্ষেপ করা হয়েছিল এবং বলটি মাটিতে আঘাত করার সময় কত গতিতে ছিল?

আসুন Y অক্ষের উপর তাৎক্ষণিক বেগের অভিক্ষেপের জন্য সমীকরণের উভয় দিকে বর্গ করি: υy = υoy + ay t (§ 12 দেখুন)। আমরা সমতা পাই:

υy²  = ( υoy + ay t )²  = υoy² + 2 υoy ay t + ay² t²

বন্ধনী থেকে ফ্যাক্টর 2 বের করা যাক শুধুমাত্র দুটি ডান হাতের পদের জন্য:

υy²  = υoy² + 2 ay ( υoy t + ½ ay t² )

উল্লেখ্য যে বন্ধনীতে আমরা স্থানচ্যুতির অভিক্ষেপ গণনার সূত্রটি পাই:  sy = υoy t + ½ ay t²। এটিকে sy দিয়ে প্রতিস্থাপন করে, আমরা পাই:

সমাধান। চলুন একটি অঙ্কন করা যাক: Y অক্ষকে উপরের দিকে নির্দেশ করুন, এবং স্থানাঙ্কের উৎপত্তিটি মেয়েটির পায়ে মাটিতে রাখুন। বল উত্থানের শীর্ষ বিন্দুতে প্রথমে বেগের অভিক্ষেপের বর্গক্ষেত্রের জন্য আমরা যে সূত্রটি নিয়েছি তা প্রয়োগ করা যাক:

0 = υoy² + 2·(–g)·(+h) ⇒ υoy = ±√¯2gh = +4 m/s

তারপরে, উপরের পয়েন্ট থেকে নীচে সরানো শুরু করার সময়:

υy² = 0 + 2·(–g)·(–H) ⇒ υy = ±√¯2gh = –6 m/s

উত্তর: বলটি 4 মিটার/সেকেন্ড গতিতে উপরের দিকে নিক্ষেপ করা হয়েছিল এবং অবতরণের মুহূর্তে এটির গতি ছিল 6 মি/সেকেন্ড, Y অক্ষের বিপরীতে।

বিঃদ্রঃ. আমরা আশা করি আপনি বুঝতে পেরেছেন যে তাত্ক্ষণিক বেগের বর্গ অভিক্ষেপের সূত্রটি X অক্ষের সাদৃশ্য দ্বারা সঠিক হবে:

যদি আন্দোলন এক-মাত্রিক হয়, অর্থাৎ এটি শুধুমাত্র একটি অক্ষ বরাবর ঘটে, আপনি কাঠামোর মধ্যে দুটি সূত্রের যে কোনো একটি ব্যবহার করতে পারেন।

গতিবিদ্যা হল পদার্থবিদ্যায় ধ্রুপদী যান্ত্রিক গতির অধ্যয়ন। গতিবিদ্যার বিপরীতে, বিজ্ঞান অধ্যয়ন করে কেন দেহ নড়াচড়া করে। তিনি কিভাবে তারা এটা করতে প্রশ্নের উত্তর. এই নিবন্ধে আমরা ধ্রুব ত্বরণ সহ ত্বরণ এবং গতি কী তা দেখব।

ত্বরণের ধারণা

যখন একটি দেহ মহাকাশে চলে যায়, সময়ের সাথে সাথে এটি একটি নির্দিষ্ট পথকে কভার করে, যা গতিপথের দৈর্ঘ্য। এই পথটি গণনা করতে, আমরা গতি এবং ত্বরণের ধারণাগুলি ব্যবহার করি।

একটি ভৌত ​​পরিমাণ হিসাবে গতি ভ্রমণ করা দূরত্বের পরিবর্তনের সময় দ্রুততাকে চিহ্নিত করে। গতি শরীরের আন্দোলনের দিকে ট্র্যাজেক্টোরিতে স্পর্শকভাবে নির্দেশিত হয়।

ত্বরণ হল একটু বেশি জটিল পরিমাণ। সংক্ষেপে, এটি নির্দিষ্ট সময়ে গতির পরিবর্তন বর্ণনা করে। গণিত এই মত দেখায়:

এই সূত্রটি আরও স্পষ্টভাবে বোঝার জন্য, একটি সহজ উদাহরণ দেওয়া যাক: ধরুন যে 1 সেকেন্ডের নড়াচড়ায় শরীরের গতি 1 মি/সেকেন্ড বেড়েছে। উপরের অভিব্যক্তিতে প্রতিস্থাপিত এই সংখ্যাগুলি ফলাফলের দিকে নিয়ে যায়: এই সেকেন্ডের সময় শরীরের ত্বরণ 1 m/s 2 এর সমান ছিল।

ত্বরণের দিক বেগের দিক থেকে সম্পূর্ণ স্বাধীন। এর ভেক্টরটি এই ত্বরণ সৃষ্টিকারী ফলের শক্তির ভেক্টরের সাথে মিলে যায়।

ত্বরণের উপরোক্ত সংজ্ঞায় একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় উল্লেখ করা উচিত। এই মানটি শুধুমাত্র গতির মাত্রার পরিবর্তনকেই নয়, দিককেও চিহ্নিত করে। পরের ঘটনাটি বক্ররেখার ক্ষেত্রে বিবেচনায় নেওয়া উচিত। আরও নিবন্ধে শুধুমাত্র রেক্টিলাইনার গতি বিবেচনা করা হবে।

ধ্রুব ত্বরণের সাথে চলার সময় গতি

ত্বরণ ধ্রুবক যদি এটি চলাচলের সময় তার মাত্রা এবং দিক বজায় রাখে। এই ধরনের গতিকে অভিন্নভাবে ত্বরিত বা অভিন্নভাবে হ্রাস করা হয় - এটি সমস্ত নির্ভর করে যে ত্বরণ গতি বৃদ্ধি বা গতি হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে।

ধ্রুবক ত্বরণের সাথে চলমান শরীরের ক্ষেত্রে, গতি নিম্নলিখিত সূত্রগুলির মধ্যে একটি ব্যবহার করে নির্ধারণ করা যেতে পারে:

প্রথম দুটি সমীকরণ অভিন্নভাবে ত্বরিত আন্দোলনকে চিহ্নিত করে। তাদের মধ্যে পার্থক্য হল যে দ্বিতীয় রাশিটি অ-শূন্য প্রাথমিক বেগের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।

তৃতীয় সমীকরণটি ধ্রুব ত্বরণের সাথে সমানভাবে ধীর গতির গতির জন্য একটি অভিব্যক্তি। ত্বরণ গতির বিপরীতে পরিচালিত হয়।

v(t) তিনটি ফাংশনের গ্রাফই সরলরেখা। প্রথম দুটি ক্ষেত্রে, সরলরেখাগুলির x-অক্ষের সাপেক্ষে একটি ধনাত্মক ঢাল থাকে; তৃতীয় ক্ষেত্রে, এই ঢালটি ঋণাত্মক।

দূরত্ব ভ্রমণের সূত্র

ধ্রুব ত্বরণ (ত্বরণ a = const) সহ গতির ক্ষেত্রে একটি পথের জন্য, যদি আপনি সময়ের সাথে গতির অবিচ্ছেদ্য গণনা করেন তবে সূত্রগুলি পাওয়া কঠিন নয়। উপরে লিখিত তিনটি সমীকরণের জন্য এই গাণিতিক ক্রিয়াকলাপটি সম্পাদন করার পরে, আমরা L পথের জন্য নিম্নলিখিত অভিব্যক্তিগুলি পাই:

L = v 0 *t + a*t 2 /2;

L = v 0 *t - a*t 2 /2।

সময় বনাম তিনটি পথ ফাংশনের গ্রাফগুলিই প্যারাবোলাস। প্রথম দুটি ক্ষেত্রে, প্যারাবোলার ডান শাখা বৃদ্ধি পায় এবং তৃতীয় ফাংশনের জন্য এটি ধীরে ধীরে একটি নির্দিষ্ট ধ্রুবক পর্যন্ত পৌঁছায়, যা শরীর সম্পূর্ণরূপে বন্ধ না হওয়া পর্যন্ত ভ্রমণ করা দূরত্বের সাথে মিলে যায়।

সমস্যার সমাধান

30 কিমি/ঘন্টা বেগে চলতে চলতে গাড়িটি বেগ পেতে শুরু করে। 30 সেকেন্ডে তিনি 600 মিটার দূরত্ব অতিক্রম করেন। গাড়ির ত্বরণ কত ছিল?

প্রথমত, প্রাথমিক গতিকে কিমি/ঘণ্টা থেকে মি/সেকেন্ডে রূপান্তর করা যাক:

v 0 = 30 km/h = 30000/3600 = 8.333 m/s.

এখন গতির সমীকরণ লিখি:

L = v 0 *t + a*t 2 /2।

এই সমতা থেকে আমরা ত্বরণ প্রকাশ করি, আমরা পাই:

a = 2*(L - v 0 *t)/t 2।

এই সমীকরণের সমস্ত শারীরিক পরিমাণ সমস্যা অবস্থা থেকে জানা যায়। আমরা সেগুলিকে সূত্রে প্রতিস্থাপন করি এবং উত্তর পাই: a ≈ 0.78 m/s 2। এইভাবে, ধ্রুব ত্বরণের সাথে চলমান, গাড়িটি প্রতি সেকেন্ডে 0.78 মিটার/সেকেন্ড গতি বাড়িয়েছে।

30 সেকেন্ডের ত্বরান্বিত আন্দোলনের পরে তিনি কী গতি অর্জন করেছিলেন তাও গণনা করা যাক (মজার জন্য), আমরা পাই:

v = v 0 + a*t = 8.333 + 0.78*30 = 31.733 m/s

ফলে গতি 114.2 কিমি/ঘন্টা।

ধ্রুব ত্বরণ সহ রেক্টিলাইনার গতিকে অভিন্নভাবে ত্বরণ বলা হয় যদি বেগ মডিউল সময়ের সাথে বৃদ্ধি পায়, অথবা যদি এটি হ্রাস পায় তবে একইভাবে হ্রাস পায়।

ত্বরিত গতির একটি উদাহরণ হল একটি ফুলের পাত্র যা একটি নিচু ভবনের বারান্দা থেকে পড়ে। পতনের শুরুতে, পাত্রের গতি শূন্য, কিন্তু কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে এটি দশ মি/সেকেন্ডে বৃদ্ধি পেতে পরিচালিত করে। ধীর গতির একটি উদাহরণ হল একটি পাথরের নড়াচড়া যা উল্লম্বভাবে উপরের দিকে নিক্ষিপ্ত হয়, যার গতি প্রথমে বেশি হয়, কিন্তু তারপর ধীরে ধীরে ট্র্যাজেক্টোরির শীর্ষ বিন্দুতে শূন্যে নেমে আসে। যদি আমরা বায়ু প্রতিরোধের শক্তিকে অবহেলা করি, তবে এই উভয় ক্ষেত্রেই ত্বরণ একই এবং মুক্ত পতনের ত্বরণের সমান হবে, যা সর্বদা উল্লম্বভাবে নীচের দিকে নির্দেশিত হয়, g অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং প্রায় 9.8 m/s2 এর সমান। .

মহাকর্ষের কারণে ত্বরণ, g, পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ শক্তির কারণে ঘটে। এই শক্তি পৃথিবীর দিকে চলমান সমস্ত দেহকে ত্বরান্বিত করে এবং এর থেকে দূরে সরে যাওয়াকে ধীর করে দেয়।

যেখানে v শরীরের গতি t সময়ে, যেখান থেকে, সরল রূপান্তরের পরে, আমরা পাই জন্য সমীকরণ ধ্রুব ত্বরণের সাথে চলার সময় গতি: v = v0 + at

8. ধ্রুব ত্বরণ সহ গতির সমীকরণ।

ধ্রুব ত্বরণ সহ রৈখিক গতির সময় গতির সমীকরণ খুঁজে পেতে, আমরা ধরে নেব যে t=0 সময়ে শরীরের একটি প্রাথমিক গতি v0 ছিল। যেহেতু ত্বরণ a ধ্রুবক, নিম্নলিখিত সমীকরণটি যে কোন সময় t এর জন্য বৈধ:

যেখানে v হল শরীরের গতি t সময়ে, যেখান থেকে, সাধারণ রূপান্তরের পরে, ধ্রুব ত্বরণের সাথে চললে আমরা গতির সমীকরণ পাই: v = v0 + at

ধ্রুবক ত্বরণ সহ রেক্টিলাইনার গতির সময় ভ্রমণ করা পথের জন্য একটি সমীকরণ বের করতে, আমরা প্রথমে সময় বনাম গতির একটি গ্রাফ তৈরি করি (5.1)। a>0 এর জন্য, এই নির্ভরতার গ্রাফটি চিত্র 5-এ (নীল সরল রেখা) বাম দিকে দেখানো হয়েছে। যেমনটি আমরা §3-এ প্রতিষ্ঠিত করেছি, t সময় t এর সময় সম্পন্ন হওয়া আন্দোলনটি মুহূর্ত t=0 এবং t এর মধ্যে বেগ বনাম সময় বক্ররেখার অধীনে ক্ষেত্রফল নির্ণয় করে নির্ধারণ করা যেতে পারে। আমাদের ক্ষেত্রে, বক্ররেখার নীচের চিত্রটি, দুটি উল্লম্ব রেখা t = 0 এবং t দ্বারা আবদ্ধ, একটি ট্র্যাপিজয়েড OABC, যার ক্ষেত্রফল S, যা জানা যায়, দৈর্ঘ্যের অর্ধেক যোগফলের গুণফলের সমান। ঘাঁটি OA এবং CB এবং উচ্চতা OC:

চিত্র 5 এ দেখা যাবে, OA = v0, CB = v0 + at, এবং OC = t। এই মানগুলিকে (5.2) তে প্রতিস্থাপিত করে, আমরা একটি প্রাথমিক গতি v0 এ ধ্রুবক ত্বরণ সহ রেক্টিলাইনার গতির সময় t সময়ে তৈরি স্থানচ্যুতি S এর জন্য নিম্নলিখিত সমীকরণটি পাই:

এটা দেখানো সহজ যে সূত্র (5.3) শুধুমাত্র ত্বরণ a>0 সহ গতির জন্যই বৈধ নয়, যার জন্য এটি উদ্ভূত হয়েছিল, কিন্তু সেই ক্ষেত্রেও যখন a<0. На рис.5 справа красными линиями показаны графики зависимости S при положительных (верх) и отрицательных (низ) значениях a, построенные по формуле (5.3) для различных величин v0. Видно, что в отличие от равномерного движения (см. рис. 3), график зависимости перемещения от времени является параболой, а не прямой, показанной для сравнения пунктирной линией.

9. লাশের অবাধ পতন। অভিকর্ষের কারণে ধ্রুব ত্বরণ সহ গতি।

দেহের অবাধ পতন হল বায়ু প্রতিরোধের (শূন্যতায়) অনুপস্থিতিতে পৃথিবীতে মৃতদেহের পতন।

যে ত্বরণে দেহগুলি পৃথিবীতে পড়ে তাকে অভিকর্ষের ত্বরণ বলে। মুক্ত পতনের ত্বরণ ভেক্টর প্রতীক দ্বারা নির্দেশিত হয়; এটি উল্লম্বভাবে নীচের দিকে নির্দেশিত হয়। পৃথিবীর বিভিন্ন বিন্দুতে, ভৌগলিক অক্ষাংশ এবং সমুদ্রপৃষ্ঠের উচ্চতার উপর নির্ভর করে, g-এর সংখ্যাগত মান একই নয়, মেরুতে প্রায় 9.83 m/s2 থেকে বিষুব রেখায় 9.78 m/s2 পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। মস্কোর অক্ষাংশে g = 9.81523 m/s2। সাধারণত, যদি গণনায় উচ্চ নির্ভুলতার প্রয়োজন না হয়, তাহলে পৃথিবীর পৃষ্ঠে g এর সংখ্যাসূচক মান 9.8 m/s2 বা এমনকি 10 m/s2 এর সমান নেওয়া হয়।

বিনামূল্যে পতনের একটি সাধারণ উদাহরণ হল একটি নির্দিষ্ট উচ্চতা h থেকে প্রাথমিক গতি ছাড়াই একটি শরীর পড়ে। মুক্ত পতন ধ্রুব ত্বরণ সহ একটি রৈখিক গতি।

একটি আদর্শ মুক্ত পতন শুধুমাত্র একটি ভ্যাকুয়ামে সম্ভব, যেখানে বায়ু প্রতিরোধের কোন ক্ষমতা নেই এবং ভর, ঘনত্ব এবং আকৃতি নির্বিশেষে, সমস্ত দেহ সমানভাবে দ্রুত পড়ে যায়, অর্থাত্‍ যে কোন মুহূর্তে দেহগুলির একই তাত্ক্ষণিক গতি এবং ত্বরণ থাকে।

অভিন্নভাবে ত্বরিত গতির সমস্ত সূত্র অবাধে পতনশীল দেহের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।

যে কোন সময় একটি শরীরের অবাধ পতনের সময় গতির মাত্রা:

শরীরের নড়াচড়া:

এই ক্ষেত্রে, ত্বরণ a-এর পরিবর্তে, অভিকর্ষের ত্বরণ g = 9.8 m/s2 সুষমভাবে ত্বরিত গতির সূত্রগুলিতে প্রবর্তন করা হয়।

10. দেহের নড়াচড়া। একটি অনমনীয় শরীরের ফরোয়ার্ড গতি

একটি অনমনীয় শরীরের অনুবাদমূলক গতি এমন একটি গতি যেখানে প্রতিটি সরল রেখা, অবিচ্ছিন্নভাবে শরীরের সাথে সংযুক্ত, নিজের সাথে সমান্তরাল চলে। এটি করার জন্য, এটি যথেষ্ট যে শরীরের সাথে সংযুক্ত দুটি অ-সমান্তরাল রেখাগুলি নিজেদের সাথে সমান্তরালভাবে চলে যায়। অনুবাদমূলক গতির সময়, শরীরের সমস্ত বিন্দু অভিন্ন, সমান্তরাল ট্র্যাজেক্টোরি বর্ণনা করে এবং যে কোনো সময়ে একই গতি এবং ত্বরণ থাকে। সুতরাং, একটি শরীরের অনুবাদগত গতি তার বিন্দু O এর একটি আন্দোলন দ্বারা নির্ধারিত হয়।

সাধারণ ক্ষেত্রে, অনুবাদমূলক গতি ত্রিমাত্রিক স্থানের মধ্যে ঘটে, তবে এর প্রধান বৈশিষ্ট্য - নিজের সাথে যে কোনও অংশের সমান্তরালতা বজায় রাখা - বলবৎ থাকে।

উদাহরণস্বরূপ, একটি লিফট গাড়ি এগিয়ে যায়। এছাড়াও, প্রথম আনুমানিকভাবে, ফেরিস হুইল কেবিন অনুবাদমূলক গতি তৈরি করে। যাইহোক, কঠোরভাবে বলতে গেলে, ফেরিস হুইল কেবিনের চলাচলকে প্রগতিশীল হিসাবে বিবেচনা করা যায় না। যদি একটি শরীর অনুবাদমূলকভাবে চলে যায়, তবে তার গতিবিধি বর্ণনা করার জন্য এটি একটি নির্বিচারে বিন্দুর গতিবিধি বর্ণনা করা যথেষ্ট (উদাহরণস্বরূপ, শরীরের ভর কেন্দ্রের আন্দোলন)।

যদি একটি বদ্ধ যান্ত্রিক সিস্টেম তৈরি করা সংস্থাগুলি শুধুমাত্র মাধ্যাকর্ষণ এবং স্থিতিস্থাপকতার শক্তির মাধ্যমে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে, তবে এই শক্তিগুলির কাজটি বিপরীত চিহ্নের সাথে নেওয়া দেহগুলির সম্ভাব্য শক্তির পরিবর্তনের সমান: A = –(E р2 – E р1)।

গতিশক্তি উপপাদ্য অনুসারে, এই কাজটি দেহের গতিশক্তির পরিবর্তনের সমান

তাই

অথবা E k 1 + E p 1 = E k 2 + E p 2।

একটি বন্ধ সিস্টেম তৈরি করে এবং মহাকর্ষীয় এবং স্থিতিস্থাপক শক্তির মাধ্যমে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে এমন দেহগুলির গতি এবং সম্ভাব্য শক্তির যোগফল অপরিবর্তিত থাকে।

এই বিবৃতি যান্ত্রিক প্রক্রিয়ায় শক্তি সংরক্ষণের আইন প্রকাশ করে। এটা নিউটনের সূত্রের ফল। সমষ্টি E = E k + E p কে মোট যান্ত্রিক শক্তি বলে। যান্ত্রিক শক্তির সংরক্ষণের আইনটি তখনই সন্তুষ্ট হয় যখন একটি বদ্ধ ব্যবস্থার দেহগুলি রক্ষণশীল শক্তি দ্বারা একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে, অর্থাৎ, শক্তি যার জন্য সম্ভাব্য শক্তির ধারণা চালু করা যেতে পারে।

দেহের একটি বদ্ধ ব্যবস্থার যান্ত্রিক শক্তি পরিবর্তন হয় না যদি শুধুমাত্র রক্ষণশীল শক্তিগুলি এই সংস্থাগুলির মধ্যে কাজ করে। রক্ষণশীল বাহিনী হল সেই বাহিনী যাদের কাজ শূন্যের সমান। মাধ্যাকর্ষণ রক্ষণশীল শক্তিগুলির মধ্যে একটি।

বাস্তব অবস্থায়, চলমান দেহগুলি প্রায় সবসময়ই অভিকর্ষ বল, স্থিতিস্থাপক শক্তি এবং অন্যান্য রক্ষণশীল শক্তির সাথে ঘর্ষণ শক্তি বা পরিবেশগত প্রতিরোধ শক্তি দ্বারা কাজ করে।

ঘর্ষণ শক্তি রক্ষণশীল নয়। ঘর্ষণ বলের কাজ পথের দৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে।

যদি ঘর্ষণ শক্তিগুলি একটি বদ্ধ সিস্টেম তৈরি করে এমন দেহগুলির মধ্যে কাজ করে, তবে যান্ত্রিক শক্তি সংরক্ষণ করা হয় না। যান্ত্রিক শক্তির একটি অংশ দেহের অভ্যন্তরীণ শক্তিতে রূপান্তরিত হয় (তাপীকরণ)।

কোনো শারীরিক মিথস্ক্রিয়া চলাকালীন, শক্তি প্রদর্শিত হয় না বা অদৃশ্য হয় না। এটি কেবল একটি ফর্ম থেকে অন্য ফর্মে পরিবর্তিত হয়।

শক্তির সংরক্ষণ এবং রূপান্তরের আইনের একটি পরিণতি হল একটি "পারপেচুয়াল মোশন মেশিন" (পারপেটুম মোবাইল) তৈরি করার অসম্ভবতা সম্পর্কে বিবৃতি - এমন একটি মেশিন যা শক্তি খরচ না করেই অনির্দিষ্টকালের জন্য কাজ করতে পারে।

ইতিহাস যথেষ্ট সংখ্যক "চিরস্থায়ী গতি" প্রকল্প সঞ্চয় করে। তাদের মধ্যে কিছুতে, "আবিষ্কারক" এর ভুলগুলি সুস্পষ্ট, অন্যদের মধ্যে এই ভুলগুলি ডিভাইসের জটিল নকশা দ্বারা মুখোশিত এবং কেন এই মেশিনটি কাজ করবে না তা বোঝা খুব কঠিন হতে পারে। একটি "চিরস্থায়ী মোশন মেশিন" তৈরি করার নিষ্ফল প্রচেষ্টা আমাদের সময়ে অব্যাহত রয়েছে। এই সমস্ত প্রচেষ্টা ব্যর্থতায় পর্যবসিত, যেহেতু শক্তির সংরক্ষণ এবং রূপান্তরের আইন শক্তি ব্যয় না করে কাজ পেতে "নিষিদ্ধ" করে।

31. আণবিক গতি তত্ত্বের মৌলিক নীতি এবং তাদের ন্যায্যতা।

সমস্ত দেহ অণু, পরমাণু এবং প্রাথমিক কণা নিয়ে গঠিত যা স্পেস দ্বারা পৃথক করা হয়, এলোমেলোভাবে চলে এবং একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে।

গতিবিদ্যা এবং গতিবিদ্যা আমাদের একটি শরীরের আন্দোলন বর্ণনা করতে এবং এই আন্দোলনের কারণ বল নির্ধারণ করতে সাহায্য করে। যাইহোক, একজন মেকানিক অনেক প্রশ্নের উত্তর দিতে পারে না। উদাহরণস্বরূপ, দেহগুলি কী দিয়ে তৈরি? কেন অনেক পদার্থ উত্তপ্ত হলে তরল হয়ে যায় এবং তারপর বাষ্পীভূত হয়? এবং, সাধারণভাবে, তাপমাত্রা এবং তাপ কি?

প্রাচীন গ্রীক দার্শনিক ডেমোক্রিটাস 25 শতাব্দী আগে অনুরূপ প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার চেষ্টা করেছিলেন। কোনো পরীক্ষা-নিরীক্ষা না করেই তিনি এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে দেহগুলো আমাদের কাছে কেবল শক্ত বলে মনে হয়, কিন্তু প্রকৃতপক্ষে তারা শূন্যতা দ্বারা বিভক্ত ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণা নিয়ে গঠিত। বিবেচনা করে যে এই কণাগুলিকে চূর্ণ করা অসম্ভব ছিল, ডেমোক্রিটাস তাদের পরমাণু বলে অভিহিত করেছেন, যার অর্থ গ্রীক থেকে অনুবাদ করা হয়েছে অবিভাজ্য। তিনি আরও পরামর্শ দিয়েছেন যে পরমাণু ভিন্ন হতে পারে এবং ধ্রুব গতিতে থাকে, কিন্তু আমরা এটি দেখতে পাই না, কারণ তারা খুব ছোট।

M.V. আণবিক গতি তত্ত্বের বিকাশে একটি দুর্দান্ত অবদান রেখেছিল। লোমোনোসভ। লোমোনোসভই প্রথম পরামর্শ দিয়েছিলেন যে তাপ দেহে পরমাণুর গতিবিধি প্রতিফলিত করে। উপরন্তু, তিনি সহজ এবং জটিল পদার্থের ধারণা প্রবর্তন করেছিলেন, যার অণুগুলি যথাক্রমে অভিন্ন এবং বিভিন্ন পরমাণু নিয়ে গঠিত।

আণবিক পদার্থবিদ্যা বা আণবিক গতি তত্ত্ব বস্তুর গঠন সম্পর্কে নির্দিষ্ট ধারণার উপর ভিত্তি করে

সুতরাং, পদার্থের গঠনের পারমাণবিক তত্ত্ব অনুসারে, একটি পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণা যা তার সমস্ত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য ধরে রাখে একটি অণু। এমনকি হাজার হাজার পরমাণু নিয়ে গঠিত বড় অণুগুলোও এত ছোট যে সেগুলোকে হালকা মাইক্রোস্কোপ দিয়ে দেখা যায় না। অসংখ্য পরীক্ষা-নিরীক্ষা এবং তাত্ত্বিক গণনা দেখায় যে পরমাণুর আকার প্রায় 10 -10 মিটার। একটি অণুর আকার কতগুলি পরমাণু নিয়ে গঠিত এবং তারা একে অপরের সাথে কীভাবে অবস্থিত তার উপর নির্ভর করে।

আণবিক গতি তত্ত্ব হল রাসায়নিক পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণা হিসাবে পরমাণু এবং অণুর অস্তিত্বের ধারণার উপর ভিত্তি করে পদার্থের গঠন এবং বৈশিষ্ট্যগুলির অধ্যয়ন।

আণবিক গতি তত্ত্ব তিনটি প্রধান নীতির উপর ভিত্তি করে:

1. সমস্ত পদার্থ - তরল, কঠিন এবং বায়বীয় - ক্ষুদ্রতম কণা থেকে গঠিত হয় - অণু, যা নিজেরাই পরমাণু ("প্রাথমিক অণু") নিয়ে গঠিত। একটি রাসায়নিক পদার্থের অণুগুলি সরল বা জটিল হতে পারে, যেমন এক বা একাধিক পরমাণু নিয়ে গঠিত। অণু এবং পরমাণু বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ কণা। নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে, অণু এবং পরমাণু অতিরিক্ত বৈদ্যুতিক চার্জ অর্জন করতে পারে এবং ধনাত্মক বা ঋণাত্মক আয়ন হতে পারে।

2. পরমাণু এবং অণু ক্রমাগত বিশৃঙ্খল গতিতে থাকে।

3. প্রকৃতির বৈদ্যুতিক শক্তি দ্বারা কণা একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে। কণার মধ্যে মহাকর্ষীয় মিথস্ক্রিয়া নগণ্য।

পরমাণু এবং অণুর এলোমেলো গতিবিধি সম্পর্কে আণবিক গতি তত্ত্বের ধারণাগুলির সবচেয়ে আকর্ষণীয় পরীক্ষামূলক নিশ্চিতকরণ হল ব্রাউনিয়ান গতি। এটি একটি তরল বা গ্যাসে স্থগিত ক্ষুদ্র মাইক্রোস্কোপিক কণার তাপীয় আন্দোলন। 1827 সালে ইংরেজ উদ্ভিদবিদ আর. ব্রাউন এটি আবিষ্কার করেন। ব্রাউনিয়ান কণাগুলো অণুর এলোমেলো প্রভাবের প্রভাবে চলে। অণুর বিশৃঙ্খল তাপীয় গতির কারণে, এই প্রভাবগুলি কখনই একে অপরের ভারসাম্য বজায় রাখে না। ফলস্বরূপ, একটি ব্রাউনিয়ান কণার গতি এলোমেলোভাবে মাত্রা এবং দিক পরিবর্তন করে এবং এর গতিপথটি একটি জটিল জিগজ্যাগ বক্ররেখা।

একটি পদার্থের অণুর ধ্রুবক বিশৃঙ্খল নড়াচড়াও আরেকটি সহজে পর্যবেক্ষণযোগ্য প্রপঞ্চে প্রকাশ পায় - প্রসারণ। ডিফিউশন হল পরস্পরের মধ্যে দুই বা ততোধিক যোগাযোগকারী পদার্থের অনুপ্রবেশের ঘটনা। প্রক্রিয়াটি গ্যাসে সবচেয়ে দ্রুত ঘটে।

অণুর এলোমেলো বিশৃঙ্খল গতিবিধিকে তাপীয় গতি বলে। ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে তাপীয় গতির গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়।

মোল হল এমন পদার্থের পরিমাণ যাতে 0.012 কেজি কার্বন 12 সি-তে পরমাণুর মতো একই সংখ্যক কণা (অণু) থাকে। একটি কার্বন অণু একটি পরমাণু নিয়ে গঠিত।

32. অণুর ভর, অণুর আপেক্ষিক আণবিক ভর। 33. অণুর মোলার ভর। 34. পদার্থের পরিমাণ। 35. অ্যাভোগাড্রোর ধ্রুবক।

আণবিক গতি তত্ত্বে, পদার্থের পরিমাণ কণার সংখ্যার সমানুপাতিক বলে মনে করা হয়। পদার্থের পরিমাণের একককে মোল (মোল) বলে।

মোল হল এমন পদার্থের পরিমাণ যাতে একই সংখ্যক কণা (অণু) থাকে যতটা পরমাণু থাকে 0.012 কেজি (12 গ্রাম) কার্বন 12 সি। একটি কার্বন অণু একটি পরমাণু নিয়ে গঠিত।

একটি পদার্থের একটি মোলে অ্যাভোগাড্রোর ধ্রুবকের সমান অনেকগুলি অণু বা পরমাণু থাকে।

সুতরাং, যে কোনও পদার্থের এক মোলে একই সংখ্যক কণা (অণু) থাকে। এই সংখ্যাটিকে বলা হয় অ্যাভোগাড্রোর ধ্রুবক N A: N A = 6.02·10 23 mol –1।

অ্যাভোগাড্রোর ধ্রুবক হল আণবিক গতি তত্ত্বের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধ্রুবকগুলির মধ্যে একটি।

পদার্থের পরিমাণ ν অ্যাভোগাড্রোর ধ্রুবক N A এর সাথে পদার্থের কণার (অণু) সংখ্যা N অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়:

মোলার ভর, এম, একটি পদার্থের প্রদত্ত নমুনার ভর m এবং এতে থাকা পদার্থের n পরিমাণের অনুপাত:

যা সংখ্যাগতভাবে এক মোলের পরিমাণে নেওয়া পদার্থের ভরের সমান। এসআই পদ্ধতিতে মোলার ভর কেজি/মোলে প্রকাশ করা হয়।

সুতরাং, একটি পদার্থের আপেক্ষিক আণবিক বা পারমাণবিক ভর হল তার অণু এবং পরমাণুর ভরের অনুপাত একটি কার্বন পরমাণুর ভরের 1/12।

36. ব্রাউনিয়ান গতি।

অনেক প্রাকৃতিক ঘটনা মাইক্রোকণা, অণু এবং পদার্থের পরমাণুর বিশৃঙ্খল গতিবিধি নির্দেশ করে। পদার্থের তাপমাত্রা যত বেশি হবে, এই আন্দোলন তত বেশি তীব্র হবে। অতএব, একটি শরীরের তাপ তার উপাদান অণু এবং পরমাণুর এলোমেলো আন্দোলনের প্রতিফলন।

প্রমাণ যে একটি পদার্থের সমস্ত পরমাণু এবং অণু ধ্রুবক এবং এলোমেলো গতিতে বিচ্ছুরণ হতে পারে - এক পদার্থের কণার অন্য পদার্থের মধ্যে আন্তঃপ্রবেশ।

এইভাবে, বায়ু চলাচলের অনুপস্থিতিতেও গন্ধটি দ্রুত রুম জুড়ে ছড়িয়ে পড়ে। এক ফোঁটা কালি দ্রুত পুরো গ্লাস পানিকে সমানভাবে কালো করে দেয়।

কঠিন পদার্থের মধ্যেও ডিফিউশন সনাক্ত করা যেতে পারে যদি সেগুলিকে শক্তভাবে একসাথে চেপে দীর্ঘ সময়ের জন্য রেখে দেওয়া হয়। প্রসারণের ঘটনাটি দেখায় যে একটি পদার্থের মাইক্রো পার্টিকেলগুলি সমস্ত দিকে স্বতঃস্ফূর্ত আন্দোলন করতে সক্ষম। একটি পদার্থের মাইক্রোকণার এই গতিবিধি, সেইসাথে এর অণু এবং পরমাণুগুলিকে তাপীয় আন্দোলন বলে।

ব্রাউনিয়ান মোশন - তরল বা গ্যাসে স্থগিত ক্ষুদ্র কণার এলোমেলো চলাচল, পরিবেশগত অণুগুলির প্রভাবের প্রভাবে ঘটে; 1827 সালে আর. ব্রাউন আবিষ্কার করেন

পর্যবেক্ষণগুলি দেখায় যে ব্রাউনিয়ান গতি কখনও থামে না। এক ফোঁটা জলে (যদি আপনি এটি শুকাতে না দেন), অনেক দিন, মাস, বছর ধরে শস্যের চলাচল লক্ষ্য করা যায়। এটি গ্রীষ্ম বা শীতকালে থেমে থাকে না, দিনেও না রাতেও।

ব্রাউনিয়ান গতির কারণ তরলের অণুগুলির অবিচ্ছিন্ন, কখনও শেষ না হওয়া আন্দোলনের মধ্যে রয়েছে যেখানে কঠিনের দানাগুলি অবস্থিত। অবশ্যই, এই দানাগুলি অণুগুলির চেয়ে অনেক গুণ বড় এবং যখন আমরা একটি মাইক্রোস্কোপের নীচে দানাগুলির নড়াচড়া দেখি, তখন আমাদের মনে করা উচিত নয় যে আমরা নিজেরাই অণুর গতিবিধি দেখছি। অণুগুলিকে একটি সাধারণ মাইক্রোস্কোপ দিয়ে দেখা যায় না, তবে আমরা তাদের অস্তিত্ব এবং আন্দোলনকে বিচার করতে পারি তারা যে প্রভাবগুলি তৈরি করে, একটি কঠিন দেহের দানাগুলিকে ঠেলে দেয় এবং তাদের নড়াচড়া করে।

বস্তুর গঠন অধ্যয়নের জন্য ব্রাউনিয়ান গতির আবিষ্কারটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ছিল। এটি দেখায় যে দেহগুলি প্রকৃতপক্ষে পৃথক কণার সমন্বয়ে গঠিত - অণু এবং অণুগুলি অবিচ্ছিন্ন এলোমেলো গতিতে রয়েছে।

ব্রাউনিয়ান গতির একটি ব্যাখ্যা শুধুমাত্র 19 শতকের শেষ ত্রৈমাসিকে দেওয়া হয়েছিল, যখন এটি অনেক বিজ্ঞানীর কাছে স্পষ্ট হয়ে ওঠে যে একটি ব্রাউনিয়ান কণার গতি তাপীয় গতির মধ্য দিয়ে চলা মাঝারি (তরল বা গ্যাস) এর অণুর এলোমেলো প্রভাবের কারণে ঘটে। গড়পড়তা, মাঝারিটির অণুগুলি সমান শক্তির সাথে সমস্ত দিক থেকে একটি ব্রাউনিয়ান কণাকে প্রভাবিত করে, তবে, এই প্রভাবগুলি কখনই একে অপরকে বাতিল করে না, এবং ফলস্বরূপ, ব্রাউনিয়ান কণার গতি মাত্রা এবং দিক থেকে এলোমেলোভাবে পরিবর্তিত হয়। অতএব, ব্রাউনিয়ান কণা একটি জিগজ্যাগ পথ ধরে চলে। তদুপরি, একটি ব্রাউনিয়ান কণার আকার এবং ভর যত ছোট হবে, তার গতিবিধি তত বেশি লক্ষণীয় হবে।

এইভাবে, ব্রাউনিয়ান গতির বিশ্লেষণ পদার্থের গঠনের আধুনিক আণবিক গতি তত্ত্বের ভিত্তি স্থাপন করেছিল।

37. অণুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বল। 38. বায়বীয় পদার্থের গঠন। 39. তরল পদার্থের গঠন। 40. কঠিন পদার্থের গঠন।

অণু এবং তাদের মধ্যে কাজ করে এমন শক্তিগুলির মধ্যে দূরত্ব বায়বীয়, তরল এবং কঠিন দেহের বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে।

আমরা এই সত্যে অভ্যস্ত যে তরল এক পাত্র থেকে অন্য পাত্রে ঢেলে দেওয়া যেতে পারে এবং গ্যাস দ্রুত এটিতে দেওয়া সম্পূর্ণ ভলিউম পূরণ করে। জল কেবল নদীর তীরে প্রবাহিত হতে পারে, এবং এর উপরের বায়ু কোন সীমানা জানে না।

সমস্ত অণুর মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণীয় বল রয়েছে, যার মাত্রা খুব দ্রুত হ্রাস পায় কারণ অণুগুলি একে অপরের থেকে দূরে সরে যায় এবং তাই বেশ কয়েকটি আণবিক ব্যাসের সমান দূরত্বে তারা মোটেও যোগাযোগ করে না।

এইভাবে, প্রায় একে অপরের কাছাকাছি অবস্থিত তরল অণুগুলির মধ্যে, আকর্ষণীয় শক্তিগুলি কাজ করে, এই অণুগুলিকে বিভিন্ন দিকে ছড়িয়ে পড়তে বাধা দেয়। বিপরীতে, গ্যাসের অণুগুলির মধ্যে আকর্ষণের তুচ্ছ শক্তিগুলি তাদের একত্রে ধরে রাখতে সক্ষম হয় না, এবং তাই গ্যাসগুলি প্রসারিত হতে পারে, তাদের দেওয়া সম্পূর্ণ ভলিউম পূরণ করে। আন্তঃআণবিক আকর্ষণীয় শক্তির অস্তিত্ব একটি সাধারণ পরীক্ষা-নিরীক্ষা করে যাচাই করা যেতে পারে - একে অপরের বিরুদ্ধে দুটি সীসা বার টিপে। যদি যোগাযোগের পৃষ্ঠগুলি যথেষ্ট মসৃণ হয় তবে বারগুলি একসাথে লেগে থাকবে এবং আলাদা করা কঠিন হবে।

যাইহোক, আন্তঃআণবিক আকর্ষক শক্তি একা গ্যাসীয়, তরল এবং কঠিন পদার্থের বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে সমস্ত পার্থক্য ব্যাখ্যা করতে পারে না। কেন, উদাহরণস্বরূপ, একটি তরল বা কঠিন পদার্থের আয়তন হ্রাস করা কি খুব কঠিন, কিন্তু একটি বেলুনকে সংকুচিত করা তুলনামূলকভাবে সহজ? এটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে অণুগুলির মধ্যে কেবল আকর্ষণীয় শক্তিই নয়, আন্তঃআণবিক বিকর্ষণকারী শক্তিও রয়েছে, যা প্রতিবেশী অণুর পরমাণুর ইলেক্ট্রন শেলগুলি ওভারল্যাপ করতে শুরু করলে কাজ করে। এই বিকর্ষণকারী শক্তিগুলিই একটি অণুকে অন্য অণু দ্বারা ইতিমধ্যে দখল করা আয়তনে প্রবেশ করা থেকে বাধা দেয়।

যখন কোন বাহ্যিক শক্তি তরল বা কঠিন বস্তুর উপর কাজ করে না, তখন তাদের অণুর মধ্যে দূরত্ব এমন হয় যে আকর্ষণ এবং বিকর্ষণ শক্তি শূন্য হয়। যদি আপনি একটি শরীরের আয়তন কমাতে চেষ্টা করেন, অণুগুলির মধ্যে দূরত্ব হ্রাস পায়, এবং ফলস্বরূপ বর্ধিত বিকর্ষণীয় শক্তিগুলি সংকুচিত শরীরের পাশ থেকে কাজ করতে শুরু করে। বিপরীতে, যখন একটি দেহকে প্রসারিত করা হয়, তখন যে স্থিতিস্থাপক শক্তিগুলি উদ্ভূত হয় তা আকর্ষণ শক্তির একটি আপেক্ষিক বৃদ্ধির সাথে যুক্ত হয়, কারণ যখন অণুগুলি একে অপরের থেকে দূরে সরে যায়, তখন বিকর্ষণকারী শক্তিগুলি আকর্ষণীয় শক্তির চেয়ে অনেক দ্রুত পড়ে।

গ্যাসের অণুগুলি তাদের আকারের চেয়ে কয়েকগুণ বেশি দূরত্বে অবস্থিত, যার ফলস্বরূপ এই অণুগুলি একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে না এবং তাই তরল এবং কঠিন পদার্থের তুলনায় গ্যাসগুলি আরও সহজে সংকুচিত হয়। গ্যাসের কোনো নির্দিষ্ট গঠন নেই এবং এগুলো চলমান ও সংঘর্ষকারী অণুর সমষ্টি।

একটি তরল হল অণুর একটি সংগ্রহ যা একে অপরের প্রায় কাছাকাছি থাকে। তাপীয় গতি একটি তরল অণুকে সময়ে সময়ে তার প্রতিবেশীদের পরিবর্তন করতে দেয়, এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় লাফিয়ে দেয়। এটি তরল পদার্থের তরলতা ব্যাখ্যা করে।

কঠিন পদার্থের পরমাণু এবং অণুগুলি তাদের প্রতিবেশী পরিবর্তন করার ক্ষমতা থেকে বঞ্চিত হয়, এবং তাদের তাপীয় গতি প্রতিবেশী পরমাণু বা অণুর অবস্থানের তুলনায় সামান্য ওঠানামা মাত্র। পরমাণুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া এই সত্যের দিকে পরিচালিত করতে পারে যে একটি কঠিন একটি স্ফটিক হয়ে যায় এবং এতে থাকা পরমাণুগুলি স্ফটিক জালির জায়গায় অবস্থান নেয়। যেহেতু কঠিন দেহের অণুগুলি তাদের প্রতিবেশীদের তুলনায় নড়াচড়া করে না, তাই এই দেহগুলি তাদের আকৃতি ধরে রাখে।

41. আণবিক গতি তত্ত্বে আদর্শ গ্যাস।

একটি আদর্শ গ্যাস একটি বিরল গ্যাসের একটি মডেল যেখানে অণুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া উপেক্ষিত হয়। অণুগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া শক্তিগুলি বেশ জটিল। খুব অল্প দূরত্বে, যখন অণু একে অপরের কাছাকাছি আসে, তখন তাদের মধ্যে বৃহৎ বিকর্ষণীয় শক্তি কাজ করে। অণুগুলির মধ্যে বৃহৎ বা মধ্যবর্তী দূরত্বে, অপেক্ষাকৃত দুর্বল আকর্ষণীয় শক্তি কাজ করে। যদি অণুগুলির মধ্যে দূরত্ব গড়ে বড় হয়, যা মোটামুটি বিরল গ্যাসে পরিলক্ষিত হয়, তবে মিথস্ক্রিয়াটি একে অপরের সাথে তুলনামূলকভাবে বিরল সংঘর্ষের আকারে নিজেকে প্রকাশ করে যখন তারা কাছাকাছি উড়ে যায়। একটি আদর্শ গ্যাসে, অণুর মিথস্ক্রিয়া সম্পূর্ণরূপে উপেক্ষিত হয়।

42. আণবিক গতি তত্ত্বে গ্যাসের চাপ।

একটি আদর্শ গ্যাস একটি বিরল গ্যাসের একটি মডেল যেখানে অণুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া উপেক্ষিত হয়।

একটি আদর্শ গ্যাসের চাপ অণুর ঘনত্ব এবং তাদের গড় গতিশক্তির গুণফলের সমানুপাতিক।

গ্যাস আমাদের চারদিকে ঘিরে রেখেছে। পৃথিবীর যে কোনো জায়গায়, এমনকি পানির নিচেও, আমরা বায়ুমণ্ডলের একটি অংশ বহন করি, যার নীচের স্তরগুলি উপরের স্তরগুলি থেকে অভিকর্ষের প্রভাবে সংকুচিত হয়। অতএব, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পরিমাপ করে আমরা আমাদের উপরে কী ঘটছে তা বিচার করতে পারি এবং আবহাওয়ার পূর্বাভাস দিতে পারি।

43. একটি আদর্শ গ্যাসের অণুর বর্গ গতির গড় মান।

44. গ্যাসের আণবিক গতি তত্ত্বের মৌলিক সমীকরণের উদ্ভব। 45. গ্যাসের অণুর চাপ এবং গড় গতিশক্তি সম্পর্কিত একটি সূত্রের উদ্ভব।

একটি প্রদত্ত পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের চাপ p হল এই পৃষ্ঠের উপর লম্বভাবে কাজ করা F বলটির অনুপাত তার প্রদত্ত ক্ষেত্রফলের S ক্ষেত্রফলের সাথে

চাপের SI একক হল Pascal (Pa)। 1 Pa = 1 N/m2।

আসুন F বলটি খুঁজে বের করি যার সাহায্যে ভর m0 এর একটি অণু পৃষ্ঠের উপর কাজ করে যেখান থেকে এটি রিবাউন্ড করে। যখন একটি পৃষ্ঠ থেকে প্রতিফলিত হয়, Dt সময়কাল স্থায়ী হয়, তখন এই পৃষ্ঠের লম্ব অণুর বেগের উপাদান, vy, বিপরীতে (-vy) পরিবর্তিত হয়। অতএব, পৃষ্ঠ থেকে প্রতিফলিত হলে, অণু ভরবেগ অর্জন করে, 2m0vy, এবং তাই, নিউটনের তৃতীয় সূত্র অনুসারে, 2m0vy = FDt, যা থেকে:

সূত্র (22.2) ব্যবধানের সময় একটি গ্যাসের অণু জাহাজের দেয়ালে চাপ দেয় এমন শক্তি গণনা করা সম্ভব করে। গ্যাসের চাপের গড় বল নির্ণয় করার জন্য, উদাহরণস্বরূপ, এক সেকেন্ডে, S ক্ষেত্রফলের ক্ষেত্রফল থেকে প্রতি সেকেন্ডে কতগুলি অণু প্রতিফলিত হবে তা খুঁজে বের করতে হবে এবং গড় গতি vy জানতেও প্রয়োজন। প্রদত্ত পৃষ্ঠের দিকে চলমান অণুগুলির।

গ্যাসের একক আয়তনে n অণু থাকতে দিন। আসুন অনুমান করে আমাদের কাজকে সহজ করা যাক যে সমস্ত গ্যাসের অণু একই গতিতে চলে, v. এই ক্ষেত্রে, সমস্ত অণুর 1/3 অক্স অক্ষ বরাবর এবং একই পরিমাণ Oy এবং Oz অক্ষ বরাবর চলে (চিত্র 22c দেখুন)। Oy অক্ষ বরাবর চলমান অণুগুলির অর্ধেক প্রাচীর C এর দিকে যেতে দিন এবং বাকিগুলি - বিপরীত দিকে। তারপর, স্পষ্টতই, প্রাচীর C এর দিকে ধাবিত প্রতি ইউনিট আয়তনে অণুর সংখ্যা হবে n/6।

আসুন এখন এক সেকেন্ডে S (চিত্র 22c-এ ছায়াযুক্ত) ক্ষেত্রফলের একটি ক্ষেত্রফলকে আঘাত করে এমন অণুর সংখ্যা খুঁজে বের করা যাক। স্পষ্টতই, 1 সেকেন্ডে যে অণুগুলি এটির দিকে অগ্রসর হয় এবং v এর চেয়ে বেশি দূরত্বে থাকে তাদের প্রাচীর পর্যন্ত পৌঁছানোর সময় হবে। সুতরাং, চিত্রে হাইলাইট করা আয়তক্ষেত্রাকার সমান্তরাল পাইপে অবস্থিত সমস্ত অণুর 1/6 পৃষ্ঠের এই অঞ্চলে আঘাত করবে। 22c, যার দৈর্ঘ্য v, এবং শেষ মুখগুলির ক্ষেত্রফল হল S। যেহেতু এই সমান্তরাল পাইপটির আয়তন Sv, তাই 1 সেকেন্ডে প্রাচীর পৃষ্ঠের একটি অংশে আঘাতকারী অণুগুলির মোট সংখ্যা N সমান হবে :

(22.2) এবং (22.3) ব্যবহার করে, আমরা 1 সেকেন্ডে গ্যাসের অণুগুলিকে S ক্ষেত্রফলের প্রাচীর পৃষ্ঠের একটি অংশে প্রদত্ত ইম্পালস গণনা করতে পারি। এই আবেগটি সাংখ্যিকভাবে গ্যাস চাপ বলের সমান হবে, F:

যেখান থেকে, (22.1) ব্যবহার করে, আমরা গ্যাসের চাপ এবং এর অণুগুলির অনুবাদমূলক গতির গড় গতিশক্তি সম্পর্কিত নিম্নলিখিত অভিব্যক্তিটি পাই:

যেখানে E CP হল আদর্শ গ্যাস অণুর গড় গতিশক্তি। সূত্র (22.4) কে গ্যাসের আণবিক গতি তত্ত্বের মৌলিক সমীকরণ বলা হয়।

46. ​​তাপীয় ভারসাম্য। 47. তাপমাত্রা। তাপমাত্রা পরিবর্তন। 48. তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য যন্ত্র।

দেহের মধ্যে তাপীয় ভারসাম্য তখনই সম্ভব যখন তাদের তাপমাত্রা একই থাকে।

যেকোনো বস্তুকে হাত দিয়ে স্পর্শ করলে আমরা সহজেই নির্ধারণ করতে পারি সেটি উষ্ণ নাকি ঠান্ডা। যদি একটি বস্তুর তাপমাত্রা হাতের তাপমাত্রার চেয়ে কম হয়, তবে বস্তুটি ঠান্ডা দেখায়, এবং যদি বিপরীতে, এটি উষ্ণ দেখায়। আপনি যদি আপনার মুঠিতে একটি ঠান্ডা মুদ্রা ধরে রাখেন তবে হাতের উষ্ণতা মুদ্রাটিকে গরম করতে শুরু করবে এবং কিছুক্ষণ পরে এর তাপমাত্রা হাতের তাপমাত্রার সমান হয়ে যাবে, বা, যেমন তারা বলে, তাপীয় ভারসাম্য ঘটবে। অতএব, তাপমাত্রা একই তাপমাত্রা বিশিষ্ট দুই বা ততোধিক দেহের একটি সিস্টেমের তাপীয় ভারসাম্যের অবস্থাকে চিহ্নিত করে।

তাপমাত্রা, গ্যাসের আয়তন এবং চাপ সহ, ম্যাক্রোস্কোপিক পরামিতি। তাপমাত্রা পরিমাপ করতে থার্মোমিটার ব্যবহার করা হয়। তাদের মধ্যে কিছু উত্তপ্ত হলে তরলের আয়তনের পরিবর্তন রেকর্ড করে, অন্যরা বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের পরিবর্তন ইত্যাদি রেকর্ড করে। সর্বাধিক সাধারণ হল সেলসিয়াস তাপমাত্রা স্কেল, সুইডিশ পদার্থবিদ এ. সেলসিয়াসের নামানুসারে। একটি তরল থার্মোমিটারের জন্য সেলসিয়াস তাপমাত্রার স্কেল পেতে, এটি প্রথমে গলিত বরফে নিমজ্জিত হয় এবং কলামের শেষের অবস্থান উল্লেখ করা হয়, এবং তারপর ফুটন্ত জলে। স্তম্ভের এই দুটি অবস্থানের মধ্যবর্তী অংশটিকে 100টি সমান অংশে ভাগ করা হয়েছে, ধরে নেওয়া হচ্ছে যে বরফ গলে যাওয়ার তাপমাত্রা শূন্য ডিগ্রি সেলসিয়াস (oC) এর সাথে মিলে যায় এবং ফুটন্ত জলের তাপমাত্রা 100 o সে.

49. তাপীয় ভারসাম্যে গ্যাসের অণুর গড় গতিশক্তি।

আণবিক গতি তত্ত্বের মৌলিক সমীকরণ (22.4) গ্যাসের চাপ, অণুর ঘনত্ব এবং তাদের গড় গতিশক্তির সাথে সম্পর্কিত। যাইহোক, অণুগুলির গড় গতিশক্তি, একটি নিয়ম হিসাবে, অজানা, যদিও অনেক পরীক্ষার ফলাফল ইঙ্গিত করে যে অণুর গতি ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায় (উদাহরণস্বরূপ, §20 এ ব্রাউনিয়ান গতি দেখুন)। 1787 সালে ফরাসি পদার্থবিদ জে চার্লস দ্বারা আবিষ্কৃত আইন থেকে গ্যাসের অণুর তাপমাত্রার উপর গড় গতিশক্তির নির্ভরতা পাওয়া যায়।

50. তাপীয় ভারসাম্যের অবস্থায় গ্যাস (পরীক্ষা বর্ণনা করুন)।

51. পরম তাপমাত্রা। 52. পরম তাপমাত্রা স্কেল। 53. তাপমাত্রা হল অণুর গড় গতিশক্তির পরিমাপ।

1787 সালে ফরাসি পদার্থবিদ জে চার্লস দ্বারা আবিষ্কৃত আইন থেকে গ্যাসের অণুর তাপমাত্রার উপর গড় গতিশক্তির নির্ভরতা পাওয়া যায়।

চার্লসের আইন অনুসারে, গ্যাসের প্রদত্ত ভরের আয়তন পরিবর্তন না হলে, এর চাপ pt রৈখিকভাবে তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে:

যেখানে t হল গ্যাসের তাপমাত্রা o C এ পরিমাপ করা হয় এবং p 0 হল 0 o C তাপমাত্রায় গ্যাসের চাপ (চিত্র 23b দেখুন)। সুতরাং, চার্লসের আইন থেকে এটি অনুসরণ করে যে একটি ধ্রুবক আয়তন দখলকারী গ্যাসের চাপ যোগফলের (t + 273 o C) সমানুপাতিক। অন্যদিকে, এটি (22.4) থেকে অনুসরণ করে যে যদি অণুর ঘনত্ব ধ্রুবক থাকে, অর্থাৎ গ্যাস দ্বারা দখলকৃত ভলিউম পরিবর্তন হয় না, তাহলে গ্যাসের চাপ অণুর গড় গতিশক্তির সমানুপাতিক হতে হবে। এর মানে হল যে গড় গতিশক্তি, গ্যাস অণুর E SR, কেবলমাত্র মানের (t + 273 o C) সমানুপাতিক:

যেখানে b একটি ধ্রুবক সহগ, যার মান আমরা পরে নির্ধারণ করব। (23.2) থেকে এটি অনুসরণ করে যে অণুগুলির গড় গতিশক্তি -273 o C-তে শূন্যের সমান হয়ে যাবে। এর ভিত্তিতে, ইংরেজ বিজ্ঞানী ডব্লিউ কেলভিন 1848 সালে একটি পরম তাপমাত্রা স্কেল ব্যবহার করার প্রস্তাব করেছিলেন, শূন্য তাপমাত্রা যার সাথে মিলবে -273 o সেলসিয়াস পর্যন্ত, এবং তাপমাত্রার প্রতিটি ডিগ্রি সেলসিয়াস স্কেলে একটি ডিগ্রির সমান হবে। এইভাবে, পরম তাপমাত্রা, T, তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত, t, সেলসিয়াসে পরিমাপ করা হয়, নিম্নরূপ:

পরম তাপমাত্রার SI একক হল কেলভিন (K)।

বিবেচনায় নিয়ে (23.3), সমীকরণ (23.2) এতে রূপান্তরিত হয়:

যাকে প্রতিস্থাপন করে (22.4), আমরা নিম্নলিখিতগুলি পাই:

(23.5) এর ভগ্নাংশ থেকে পরিত্রাণ পেতে, আমরা 2b/3 কে k দিয়ে প্রতিস্থাপন করি এবং (23.4) এবং (23.5) এর পরিবর্তে আমরা দুটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ সমীকরণ পাই:

যেখানে k হল বোল্টজম্যানের ধ্রুবক, এল বোল্টজম্যানের নামানুসারে। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে k=1.38.10 -23 J/K. সুতরাং, একটি গ্যাসের চাপ এবং এর অণুর গড় গতিশক্তি তার পরম তাপমাত্রার সমানুপাতিক।

54. এর অণু এবং তাপমাত্রার ঘনত্বের উপর গ্যাসের চাপের নির্ভরতা।

বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, যখন একটি গ্যাস এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় স্থানান্তরিত হয়, তখন তার সমস্ত পরামিতি পরিবর্তিত হয় - তাপমাত্রা, আয়তন এবং চাপ। এটি ঘটে যখন একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন সিলিন্ডারে একটি পিস্টনের নীচে গ্যাস সংকুচিত হয়, যার ফলে গ্যাসের তাপমাত্রা এবং চাপ বৃদ্ধি পায় এবং এর আয়তন হ্রাস পায়। যাইহোক, কিছু ক্ষেত্রে, গ্যাস প্যারামিটারগুলির একটিতে পরিবর্তনগুলি তুলনামূলকভাবে ছোট বা এমনকি অনুপস্থিত। এই ধরনের প্রক্রিয়া, যেখানে তিনটি প্যারামিটারের একটি - তাপমাত্রা, চাপ বা আয়তন অপরিবর্তিত থাকে, তাকে আইসোপ্রসেস বলা হয় এবং যে আইনগুলি তাদের বর্ণনা করে সেগুলিকে গ্যাস আইন বলে।

55. গ্যাসের অণুর গতি পরিমাপ। 56. কঠোর পরীক্ষা।

প্রথমত, অণুর গতি বলতে কী বোঝায় তা ব্যাখ্যা করা যাক। আসুন আমরা স্মরণ করি যে ঘন ঘন সংঘর্ষের কারণে, প্রতিটি পৃথক অণুর গতি সর্বদা পরিবর্তিত হয়: অণু কখনও দ্রুত, কখনও ধীরে ধীরে এবং কিছু সময়ের জন্য (উদাহরণস্বরূপ, এক সেকেন্ড) অণুর গতি বিভিন্ন মান গ্রহণ করে। . অন্যদিকে, বিবেচনাধীন গ্যাসের আয়তন তৈরি করে এমন বিপুল সংখ্যক অণুতে যেকোনো মুহূর্তে খুব ভিন্ন বেগের অণু রয়েছে। স্পষ্টতই, গ্যাসের অবস্থা চিহ্নিত করার জন্য, আমাদের কিছু গড় গতি সম্পর্কে কথা বলতে হবে। আমরা অনুমান করতে পারি যে এটি একটি পর্যাপ্ত দীর্ঘ সময়ের মধ্যে একটি অণুর গতির গড় মান বা এটি একটি নির্দিষ্ট আয়তনের সমস্ত গ্যাস অণুর গতির গড় মান।

অণু চলাচলের গতি নির্ধারণের বিভিন্ন উপায় রয়েছে। সবচেয়ে সহজ পদ্ধতি হল 1920 সালে স্টার্ন পরীক্ষায় প্রয়োগ করা পদ্ধতি।

ভাত। 390. যখন গ্লাস A এর নিচের স্থান হাইড্রোজেনে পূর্ণ হয়; তারপর ফানেলের শেষ থেকে বুদবুদ বের হয়, ছিদ্রযুক্ত জাহাজ B দ্বারা বন্ধ হয়ে যায়

এটি বুঝতে, নিম্নলিখিত উপমা বিবেচনা করুন। একটি চলমান লক্ষ্যে গুলি করার সময়, এটিকে আঘাত করার জন্য, আপনাকে লক্ষ্যের সামনে একটি বিন্দুতে লক্ষ্য রাখতে হবে। আপনি যদি একটি লক্ষ্য লক্ষ্য করেন, তাহলে গুলি লক্ষ্যবস্তুর পিছনে আঘাত করবে। টার্গেট থেকে ইমপ্যাক্ট সাইটের এই বিচ্যুতি টার্গেট যত দ্রুত সরে যাবে এবং বুলেটের গতি তত কম হবে।

অটো স্টার্ন (1888-1969) এর পরীক্ষাটি গ্যাস অণুর বেগ বিতরণের পরীক্ষামূলক নিশ্চিতকরণ এবং দৃশ্যায়নের জন্য নিবেদিত ছিল। এটি আরেকটি সুন্দর পরীক্ষা যা একটি পরীক্ষামূলক সেটআপে এই বিতরণের একটি গ্রাফ আক্ষরিকভাবে "আঁকতে" সম্ভব করেছে। স্টার্নের ইনস্টলেশনে দুইটি ঘূর্ণায়মান ফাঁপা সিলিন্ডারের সমন্বয়ে অক্ষগুলি ছিল (ডান দিকের চিত্রটি দেখুন; বড় সিলিন্ডারটি পুরোপুরি আঁকা হয়নি)। অভ্যন্তরীণ সিলিন্ডারে, একটি রৌপ্য সুতো 1 সরাসরি তার অক্ষ বরাবর প্রসারিত ছিল, যার মাধ্যমে একটি কারেন্ট প্রবাহিত হয়েছিল, যা এটির উত্তাপ, আংশিক গলে যাওয়া এবং এর পৃষ্ঠ থেকে রূপালী পরমাণুর পরবর্তী বাষ্পীভবনের দিকে পরিচালিত করেছিল। ফলস্বরূপ, অভ্যন্তরীণ সিলিন্ডার, যা প্রাথমিকভাবে একটি ভ্যাকুয়াম ধারণ করে, ধীরে ধীরে কম ঘনত্বের গ্যাসীয় রূপালী দিয়ে পূর্ণ হয়। অভ্যন্তরীণ সিলিন্ডারে, চিত্রে দেখানো হিসাবে, একটি পাতলা স্লিট 2 তৈরি করা হয়েছিল, তাই বেশিরভাগ রূপালী পরমাণু, সিলিন্ডারে পৌঁছায়, এটিতে বসতি স্থাপন করে। পরমাণুর একটি ছোট অংশ ফাঁক দিয়ে চলে গেছে এবং বাইরের সিলিন্ডারে পড়েছে, যেখানে একটি ভ্যাকুয়াম বজায় রাখা হয়েছিল। এখানে এই পরমাণুগুলি আর অন্য পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়নি এবং তাই একটি ধ্রুবক গতিতে রেডিয়াল দিকে সরে গেছে, এই গতির বিপরীত আনুপাতিক সময়ের পরে বাইরের সিলিন্ডারে পৌঁছেছে:

ভিতরের এবং বাইরের সিলিন্ডারের ব্যাসার্ধ কোথায়, এবং কণা বেগের রেডিয়াল উপাদান। ফলস্বরূপ, সময়ের সাথে সাথে, বাইরের সিলিন্ডার 3-এ রূপালী আবরণের একটি স্তর উপস্থিত হয়েছিল। বিশ্রামে থাকা সিলিন্ডারের ক্ষেত্রে, এই স্তরটি ভিতরের সিলিন্ডারের স্লটের ঠিক বিপরীতে অবস্থিত একটি স্ট্রিপের আকার ধারণ করে। কিন্তু যদি সিলিন্ডারগুলো একই কৌণিক বেগ নিয়ে ঘোরে, তাহলে অণুটি বাইরের সিলিন্ডারে পৌঁছার পর পরেরটি ইতিমধ্যেই দূরত্বে সরে গেছে।

স্লিটের সরাসরি বিপরীত বিন্দুর সাথে তুলনা করুন (অর্থাৎ, স্থির সিলিন্ডারের ক্ষেত্রে কণাগুলি যে বিন্দুতে স্থির হয়)।

57. একটি আদর্শ গ্যাসের অবস্থার সমীকরণের উদ্ভব (মেন্ডেলিভ-ক্লেপেরন সমীকরণ)

রাসায়নিক বিক্রিয়ায় গ্যাসগুলি প্রায়ই বিক্রিয়ক এবং পণ্য হয়। স্বাভাবিক অবস্থায় তাদের একে অপরের সাথে প্রতিক্রিয়া করা সবসময় সম্ভব নয়। অতএব, আপনাকে স্বাভাবিক ব্যতীত অন্যান্য পরিস্থিতিতে গ্যাসের মোলের সংখ্যা কীভাবে নির্ধারণ করতে হয় তা শিখতে হবে।

এটি করার জন্য, রাষ্ট্রের আদর্শ গ্যাস সমীকরণ ব্যবহার করুন (এটি ক্ল্যাপেয়ারন-মেন্ডেলিভ সমীকরণও বলা হয়): PV = nRT

যেখানে n হল গ্যাসের মোলের সংখ্যা;

পি - গ্যাসের চাপ (উদাহরণস্বরূপ, এটিএমে;

ভি - গ্যাসের পরিমাণ (লিটারে);

টি - গ্যাসের তাপমাত্রা (কেলভিনে);

R – গ্যাস ধ্রুবক (0.0821 l atm/mol K)।

আমি সমীকরণের একটি উদ্ভব খুঁজে পেয়েছি, কিন্তু এটি খুব জটিল। আমাদের এখনও দেখতে হবে।

58. আইসোথার্মাল প্রক্রিয়া।

একটি আইসোথার্মাল প্রক্রিয়া হল একটি গ্যাসের অবস্থার পরিবর্তন যেখানে এর তাপমাত্রা স্থির থাকে। যেমন একটি প্রক্রিয়া একটি উদাহরণ বায়ু সঙ্গে গাড়ির টায়ার স্ফীত হয়। যাইহোক, এই ধরনের প্রক্রিয়াটিকে আইসোথার্মাল হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে যদি আমরা টায়ারের তাপমাত্রা এবং আশেপাশের বাতাস সমান হওয়ার পরে পাম্পে প্রবেশ করার আগে বাতাসের অবস্থার সাথে তুলনা করি। একটি ধ্রুবক তাপমাত্রা সহ একটি বড় ভরের গ্যাস, তরল বা কঠিন দ্বারা বেষ্টিত অল্প আয়তনের গ্যাসের সাথে ঘটতে থাকা যে কোনও ধীর প্রক্রিয়াকে আইসোথার্মাল হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে।

একটি আইসোথার্মাল প্রক্রিয়ায়, নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের চাপের গুণফল এবং এর আয়তন একটি ধ্রুবক মান। বয়েল-ম্যারিওট আইন নামে পরিচিত এই আইনটি ইংরেজ বিজ্ঞানী আর. বয়েল এবং ফরাসি পদার্থবিজ্ঞানী ই. মারিওট দ্বারা আবিষ্কৃত হয়েছিল এবং নিম্নরূপ লেখা হয়েছে:

উদাহরণ খুঁজুন!

59. আইসোবারিক প্রক্রিয়া।

একটি আইসোবারিক প্রক্রিয়া হল একটি গ্যাসের অবস্থার পরিবর্তন যা ধ্রুবক চাপে ঘটে।

একটি আইসোবারিক প্রক্রিয়ায়, নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তনের সাথে তার তাপমাত্রার অনুপাত স্থির থাকে। এই উপসংহার, যাকে ফরাসি বিজ্ঞানী জে. গে-লুসাকের সম্মানে গে-লুসাকের আইন বলা হয়, এইভাবে লেখা যেতে পারে:

একটি আইসোবারিক প্রক্রিয়ার একটি উদাহরণ হল ময়দার মধ্যে থাকা ছোট বায়ু এবং কার্বন ডাই অক্সাইড বুদবুদের প্রসারণ যখন এটি চুলায় রাখা হয়। ওভেনের ভিতরে এবং বাইরের বাতাসের চাপ একই, এবং ভিতরের তাপমাত্রা বাইরের তুলনায় প্রায় 50% বেশি। গে-লুসাকের আইন অনুসারে, ময়দার গ্যাসের বুদবুদের পরিমাণও 50% বৃদ্ধি পায়, যা কেককে বাতাসযুক্ত করে তোলে।

60. আইসোকোরিক প্রক্রিয়া।

যে প্রক্রিয়ায় গ্যাসের অবস্থা পরিবর্তিত হয়, কিন্তু এর আয়তন অপরিবর্তিত থাকে, তাকে আইসোকোরিক বলে। মেন্ডেলিভ-ক্লেপিরন সমীকরণ থেকে এটি অনুসরণ করে যে একটি ধ্রুবক আয়তনের গ্যাসের জন্য, তার চাপের সাথে তাপমাত্রার অনুপাতও স্থির হতে হবে:

উদাহরণ খুঁজুন!

61. বাষ্পীভবন এবং ঘনীভবন।

বাষ্প হল অণু থেকে গঠিত একটি গ্যাস যার তরল থেকে বেরিয়ে আসার জন্য পর্যাপ্ত গতিশক্তি রয়েছে।

আমরা এই সত্যে অভ্যস্ত যে জল এবং এর বাষ্প একে অপরের মধ্যে রূপান্তরিত হতে পারে। বৃষ্টির পরে ডামারের পুকুর শুকিয়ে যায় এবং বাতাসে জলীয় বাষ্প প্রায়ই সকালে কুয়াশার ছোট ফোঁটায় পরিণত হয়। সমস্ত তরলই বাষ্পে পরিণত হওয়ার ক্ষমতা রাখে - একটি বায়বীয় অবস্থায় যেতে। তরলকে বাষ্পে পরিবর্তন করার প্রক্রিয়াকে বাষ্পীভবন বলে। তার বাষ্প থেকে তরল গঠনকে ঘনীভবন বলে।

আণবিক গতি তত্ত্ব নিম্নরূপ বাষ্পীভবন প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করে। এটা জানা যায় (§21 দেখুন) যে একটি আকর্ষণীয় বল তরল অণুর মধ্যে কাজ করে, তাদের একে অপরের থেকে দূরে সরে যেতে বাধা দেয় এবং তরল অণুর গড় গতিশক্তি তাদের মধ্যকার আনুগত্য শক্তিকে অতিক্রম করার জন্য যথেষ্ট নয়। যাইহোক, সময়ের যে কোন মুহুর্তে, একটি তরলের বিভিন্ন অণুর বিভিন্ন গতিশক্তি থাকে এবং কিছু অণুর শক্তি তার গড় মান থেকে কয়েকগুণ বেশি হতে পারে। এই উচ্চ-শক্তির অণুগুলির চলাচলের একটি উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চ গতি রয়েছে এবং তাই প্রতিবেশী অণুগুলির আকর্ষণীয় শক্তিগুলিকে অতিক্রম করতে পারে এবং তরল থেকে উড়ে যেতে পারে, এইভাবে তার পৃষ্ঠের উপরে বাষ্প তৈরি করে (চিত্র 26a দেখুন)।

যে অণুগুলি বাষ্প তৈরি করে যা তরল ছেড়ে চলে যায় এলোমেলোভাবে চলে, একে অপরের সাথে একইভাবে সংঘর্ষ হয় যেমন গ্যাসের অণুগুলি তাপ গতির সময় করে। একই সময়ে, কিছু বাষ্পের অণুর বিশৃঙ্খল আন্দোলন তরল পৃষ্ঠ থেকে এত দূরে নিয়ে যেতে পারে যে তারা সেখানে ফিরে আসে না। অবশ্যই, বাতাসও এতে অবদান রাখে। বিপরীতে, অন্যান্য অণুর এলোমেলো আন্দোলন তাদের তরলে ফিরিয়ে নিয়ে যেতে পারে, যা বাষ্প ঘনীভবনের প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করে।

গড় থেকে অনেক বেশি গতিশক্তি সম্পন্ন অণুগুলিই তরল থেকে উড়ে যেতে পারে, যার অর্থ বাষ্পীভবনের সময় অবশিষ্ট তরল অণুর গড় শক্তি হ্রাস পায়। এবং যেহেতু গ্যাসের মতো তরলের অণুর গড় গতিশক্তি (23.6 দেখুন), তাপমাত্রার সমানুপাতিক, তাই বাষ্পীভবনের সময় তরলের তাপমাত্রা কমে যায়। এই কারণেই আমরা জল ছাড়ার সাথে সাথেই ঠান্ডা হয়ে যাই, একটি পাতলা তরল ফিল্ম দিয়ে আবৃত, যা অবিলম্বে বাষ্পীভূত হতে শুরু করে এবং শীতল হয়।

62. স্যাচুরেটেড বাষ্প। স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ।

একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তরলযুক্ত একটি পাত্রকে ঢাকনা দিয়ে বন্ধ করা হলে কী হবে (চিত্র 26বি)? প্রতি সেকেন্ডে, দ্রুততম অণুগুলি তরলের পৃষ্ঠ থেকে বেরিয়ে যেতে থাকবে, এর ভর হ্রাস পাবে এবং বাষ্পের অণুগুলির ঘনত্ব বৃদ্ধি পাবে। একই সময়ে, এর কিছু অণু বাষ্প থেকে তরলে ফিরে আসবে এবং বাষ্পের ঘনত্ব যত বেশি হবে, এই ঘনীভবন প্রক্রিয়া তত বেশি তীব্র হবে। অবশেষে, তরলের উপরে বাষ্পের ঘনত্ব এত বেশি হবে যে প্রতি একক সময়ে তরলে ফিরে আসা অণুর সংখ্যা এটি ছেড়ে যাওয়া অণুগুলির সংখ্যার সমান হবে। এই অবস্থাকে গতিশীল ভারসাম্য বলা হয়, এবং সংশ্লিষ্ট বাষ্পকে বলা হয় স্যাচুরেটেড বাষ্প। তরলের উপরে বাষ্পের অণুগুলির ঘনত্ব স্যাচুরেটেড বাষ্পে তাদের ঘনত্বের চেয়ে বেশি হতে পারে না। যদি বাষ্পের অণুর ঘনত্ব সম্পৃক্ত বাষ্পের চেয়ে কম হয়, তবে এই ধরনের বাষ্পকে অসম্পৃক্ত বলে।

চলমান বাষ্পের অণুগুলি চাপ তৈরি করে, যার মাত্রা, গ্যাসের মতো, এই অণুগুলির ঘনত্ব এবং তাপমাত্রার গুণফলের সমানুপাতিক। অতএব, একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায়, বাষ্পের ঘনত্ব যত বেশি হবে, তত বেশি চাপ প্রয়োগ করবে। স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ তরল এবং তাপমাত্রার ধরনের উপর নির্ভর করে। একটি তরলের অণুগুলিকে একে অপরের থেকে দূরে ছিঁড়ে ফেলা যত কঠিন, তার সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ তত কম হবে। এইভাবে, 20 o C তাপমাত্রায় পানির সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ প্রায় 2 kPa, এবং 20 o C-তে পারদের সম্পৃক্ত বাষ্প চাপ মাত্র 0.2 Pa।

মানুষ, প্রাণী এবং উদ্ভিদের জীবন বায়ুমণ্ডলের জলীয় বাষ্পের (আর্দ্রতা) ঘনত্বের উপর নির্ভর করে, যা বছরের স্থান এবং সময়ের উপর নির্ভর করে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। সাধারণত, আমাদের চারপাশের জলীয় বাষ্প অসম্পৃক্ত। আপেক্ষিক আর্দ্রতা হল একই তাপমাত্রায় জলীয় বাষ্পের চাপের সাথে স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপের অনুপাত, শতাংশ হিসাবে প্রকাশ করা হয়। বাতাসের আর্দ্রতা পরিমাপ করার জন্য একটি যন্ত্র হল একটি সাইক্রোমিটার, যার মধ্যে দুটি অভিন্ন থার্মোমিটার থাকে, যার একটি ভেজা কাপড়ে মোড়ানো থাকে।

63. তাপমাত্রার উপর স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপের নির্ভরতা।

বাষ্প হল একটি গ্যাস যা একটি তরলের বাষ্পীভূত অণু দ্বারা গঠিত, এবং তাই সমীকরণ (23.7) এটির জন্য বৈধ, বাষ্পের চাপ, p, এতে অণুর ঘনত্ব, n এবং পরম তাপমাত্রা, T:

(27.1) থেকে এটি অনুসরণ করে যে স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে রৈখিকভাবে বৃদ্ধি হওয়া উচিত, যেমনটি আইসোকোরিক প্রক্রিয়াগুলিতে আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে (§25 দেখুন)। যাইহোক, যেমন পরিমাপ দেখানো হয়েছে, একটি আদর্শ গ্যাসের চাপের তুলনায় স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ তাপমাত্রার সাথে অনেক দ্রুত বৃদ্ধি পায় (চিত্র 27a দেখুন)। এটি এই কারণে ঘটে যে ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে, এবং সেইজন্য গড় গতিশক্তি, আরও বেশি তরল অণুগুলি এটি ছেড়ে যায়, এর উপরে বাষ্পের ঘনত্ব বৃদ্ধি করে। এবং কারণ (27.1) অনুযায়ী চাপ n-এর সমানুপাতিক, তাহলে বাষ্পের ঘনত্বের এই বৃদ্ধি একটি আদর্শ গ্যাসের তুলনায় তাপমাত্রার সাথে স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপের দ্রুত বৃদ্ধিকে ব্যাখ্যা করে। তাপমাত্রার সাথে স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপের বৃদ্ধি সুপরিচিত সত্যটি ব্যাখ্যা করে যে উত্তপ্ত হলে তরলগুলি দ্রুত বাষ্পীভূত হয়। উল্লেখ্য যে যত তাড়াতাড়ি তাপমাত্রা বৃদ্ধি তরল সম্পূর্ণ বাষ্পীভবনের দিকে নিয়ে যায়, বাষ্প অসম্পৃক্ত হয়ে যাবে।

যখন প্রতিটি বুদবুদের তরল উত্তপ্ত হয়, তখন বাষ্পীভবন প্রক্রিয়া ত্বরান্বিত হয় এবং স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ বৃদ্ধি পায়। বুদবুদগুলি প্রসারিত হয় এবং আর্কিমিডিসের উচ্ছ্বসিত শক্তির প্রভাবে, নীচে থেকে ভেঙ্গে যায়, ভাসতে থাকে এবং পৃষ্ঠে ফেটে যায়। এই ক্ষেত্রে, বুদবুদগুলি ভরা বাষ্প বায়ুমণ্ডলে চলে যায়।

বায়ুমণ্ডলীয় চাপ যত কম হবে, এই তরলটি তত কম তাপমাত্রায় ফুটবে (চিত্র 27c দেখুন)। সুতরাং, মাউন্ট এলব্রাসের শীর্ষে, যেখানে বাতাসের চাপ স্বাভাবিকের অর্ধেক, সাধারণ জল 100 o C-তে নয়, 82 o C-তে ফুটে। বিপরীতভাবে, যদি তরলের স্ফুটনাঙ্ক বাড়ানোর প্রয়োজন হয় , তারপর এটি বর্ধিত চাপে উত্তপ্ত হয়। উদাহরণস্বরূপ, এটি হল প্রেসার কুকারগুলির অপারেশনের ভিত্তি, যেখানে জলযুক্ত খাবার 100 o C-এর বেশি তাপমাত্রায় সিদ্ধ না করে রান্না করা যায়।

64. ফুটন্ত।

ফুটন্ত একটি তীব্র বাষ্পীভবন প্রক্রিয়া যা একটি তরলের সমগ্র আয়তন এবং তার পৃষ্ঠে ঘটে। একটি তরল ফুটতে শুরু করে যখন তার স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ তরলের ভিতরে চাপের কাছে আসে।

ফুটন্ত হল প্রচুর পরিমাণে বাষ্পের বুদবুদ তৈরি করা যা উত্তপ্ত হলে তরলের পৃষ্ঠে ভেসে ওঠে এবং ফেটে যায়। প্রকৃতপক্ষে, এই বুদবুদগুলি সর্বদা তরলে উপস্থিত থাকে, তবে তাদের আকার বৃদ্ধি পায় এবং সেগুলি ফুটে উঠলেই লক্ষণীয় হয়ে ওঠে। একটি তরলে সর্বদা মাইক্রোবুবল থাকার একটি কারণ নিম্নরূপ। একটি তরল, যখন এটি একটি পাত্রে ঢেলে দেওয়া হয়, সেখান থেকে বাতাসকে স্থানচ্যুত করে, কিন্তু এটি সম্পূর্ণরূপে করতে পারে না এবং এর ছোট বুদবুদগুলি জাহাজের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠে মাইক্রোক্র্যাক এবং অনিয়মে থাকে। এছাড়াও, তরলগুলিতে সাধারণত বাষ্পের মাইক্রো বুদবুদ থাকে এবং ক্ষুদ্র ধূলিকণা আটকে থাকে।

যখন প্রতিটি বুদবুদের তরল উত্তপ্ত হয়, তখন বাষ্পীভবন প্রক্রিয়া ত্বরান্বিত হয় এবং স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ বৃদ্ধি পায়। বুদবুদগুলি প্রসারিত হয় এবং আর্কিমিডিসের উচ্ছ্বসিত শক্তির প্রভাবে, নীচে থেকে ভেঙ্গে যায়, ভাসতে থাকে এবং পৃষ্ঠে ফেটে যায়। এই ক্ষেত্রে, বুদবুদগুলি ভরা বাষ্প বায়ুমণ্ডলে চলে যায়। অতএব, ফুটন্তকে বাষ্পীভবন বলা হয়, যা তরলের পুরো আয়তন জুড়ে ঘটে। যখন গ্যাস বুদবুদগুলি প্রসারিত হতে সক্ষম হয় তখন তাপমাত্রায় ফুটন্ত শুরু হয় এবং এটি ঘটে যদি স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপকে ছাড়িয়ে যায়। সুতরাং, স্ফুটনাঙ্ক হল সেই তাপমাত্রা যেখানে প্রদত্ত তরলের সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান। যখন তরল ফুটতে থাকে, তখন এর তাপমাত্রা স্থির থাকে।

আর্কিমিডিয়ান উচ্ছ্বাস শক্তির অংশগ্রহণ ছাড়া ফুটন্ত প্রক্রিয়া অসম্ভব। অতএব, ওজনহীনতার পরিস্থিতিতে মহাকাশ স্টেশনগুলিতে কোনও ফুটন্ত হয় না এবং জল গরম করার ফলে কেবল বাষ্পের বুদবুদের আকার বৃদ্ধি পায় এবং জলের সাথে একটি জাহাজের ভিতরে একটি বড় বাষ্পের বুদবুদে তাদের সংমিশ্রণ ঘটে।

65. সমালোচনামূলক তাপমাত্রা।

সমালোচনামূলক তাপমাত্রার মতো একটি ধারণাও রয়েছে; যদি একটি গ্যাস গুরুতর তাপমাত্রার উপরে থাকে (প্রতিটি গ্যাসের জন্য পৃথক, উদাহরণস্বরূপ কার্বন ডাই অক্সাইডের জন্য প্রায় 304 কে), তাহলে এটি আর তরলে পরিণত হতে পারে না, যাই হোক না কেন এটি চাপ প্রয়োগ করা হয়। এই ঘটনাটি ঘটে এই কারণে যে একটি সমালোচনামূলক তাপমাত্রায় তরলের পৃষ্ঠের টান শক্তি শূন্য।

সারণী 23. কিছু পদার্থের গুরুতর তাপমাত্রা এবং সমালোচনামূলক চাপ

একটি জটিল তাপমাত্রার অস্তিত্ব কী নির্দেশ করে? এমনকি উচ্চ তাপমাত্রায় কি হয়?

অভিজ্ঞতা দেখায় যে গুরুতর তাপমাত্রার চেয়ে বেশি তাপমাত্রায়, একটি পদার্থ কেবল বায়বীয় অবস্থায় থাকতে পারে।

1860 সালে দিমিত্রি ইভানোভিচ মেন্ডেলিভ প্রথম একটি গুরুত্বপূর্ণ তাপমাত্রার অস্তিত্ব নির্দেশ করেছিলেন।

অক্সিজেন বা হাইড্রোজেনের মতো গ্যাস কেন দীর্ঘ সময়ের জন্য তরলে রূপান্তরিত হতে পারে না, তা স্পষ্ট হয়ে গেল গুরুত্বপূর্ণ তাপমাত্রা আবিষ্কারের পর। তাদের সমালোচনামূলক তাপমাত্রা খুব কম (সারণী 23)। এই গ্যাসগুলিকে তরলে পরিণত করতে, এগুলিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ তাপমাত্রার নীচে ঠান্ডা করতে হবে। এটি ছাড়া, তাদের তরল করার সমস্ত প্রচেষ্টা ব্যর্থতার জন্য ধ্বংসপ্রাপ্ত।

66. আংশিক চাপ। আপেক্ষিক আদ্রতা. 67. আপেক্ষিক বায়ু আর্দ্রতা পরিমাপের জন্য যন্ত্র।

মানুষ, প্রাণী এবং উদ্ভিদের জীবন বায়ুমণ্ডলের জলীয় বাষ্পের (আর্দ্রতা) ঘনত্বের উপর নির্ভর করে, যা বছরের স্থান এবং সময়ের উপর নির্ভর করে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। সাধারণত, আমাদের চারপাশের জলীয় বাষ্প অসম্পৃক্ত। আপেক্ষিক আর্দ্রতা হল একই তাপমাত্রায় জলীয় বাষ্পের চাপের সাথে স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপের অনুপাত, শতাংশ হিসাবে প্রকাশ করা হয়। বাতাসের আর্দ্রতা পরিমাপের একটি যন্ত্র হল একটি সাইক্রোমিটার, যার মধ্যে দুটি অভিন্ন থার্মোমিটার থাকে, যার মধ্যে একটি ভেজা কাপড়ে মোড়ানো থাকে৷ বাতাসের আর্দ্রতা 100% এর কম হলে, কাপড় থেকে জল বাষ্প হয়ে যাবে এবং থার্মোমিটার বি শীতল, A এর থেকে কম তাপমাত্রা দেখাচ্ছে। এবং বায়ুর আর্দ্রতা যত কম হবে, থার্মোমিটার A এবং B-এর রিডিংয়ের মধ্যে পার্থক্য তত বেশি হবে। একটি বিশেষ সাইক্রোমেট্রিক টেবিল ব্যবহার করে, এই তাপমাত্রার পার্থক্য থেকে বায়ুর আর্দ্রতা নির্ধারণ করা যেতে পারে।

আংশিক চাপ হল একটি গ্যাসের মিশ্রণে অন্তর্ভুক্ত একটি নির্দিষ্ট গ্যাসের চাপ, যা এই গ্যাসটি ধারণকৃত পাত্রের দেয়ালে প্রয়োগ করবে যদি এটি শুধুমাত্র মিশ্রণের তাপমাত্রায় মিশ্রণের সম্পূর্ণ আয়তন দখল করে থাকে।

আংশিক চাপ সরাসরি পরিমাপ করা হয় না, তবে মিশ্রণের মোট চাপ এবং গঠনের উপর ভিত্তি করে অনুমান করা হয়।

জল বা শরীরের টিস্যুতে দ্রবীভূত গ্যাসগুলিও চাপ প্রয়োগ করে কারণ দ্রবীভূত গ্যাসের অণুগুলি এলোমেলো গতিতে থাকে এবং গতিশক্তি থাকে। কোনো তরলে দ্রবীভূত কোনো গ্যাস যদি কোষের ঝিল্লির মতো কোনো পৃষ্ঠে আঘাত করে, তাহলে এটি গ্যাসের মিশ্রণে গ্যাসের মতোই আংশিক চাপ প্রয়োগ করে।

চাপের চাপ সরাসরি পরিমাপ করা যায় না; এটি মোট চাপ এবং মিশ্রণের গঠনের উপর ভিত্তি করে গণনা করা হয়।

তরলে দ্রবীভূত গ্যাসের আংশিক চাপের মাত্রা নির্ণয় করে এমন উপাদান. একটি দ্রবণে একটি গ্যাসের আংশিক চাপ শুধুমাত্র তার ঘনত্ব দ্বারা নয়, এর দ্রবণীয়তা সহগ দ্বারাও নির্ধারিত হয়, যেমন কিছু ধরণের অণু, যেমন কার্বন ডাই অক্সাইড, শারীরিকভাবে বা রাসায়নিকভাবে জলের অণুর সাথে সংযুক্ত থাকে, অন্যগুলিকে বিকর্ষণ করা হয়। এই সম্পর্কটিকে হেনরির সূত্র বলা হয় এবং নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা হয়: আংশিক চাপ = দ্রবীভূত গ্যাস ঘনত্ব / দ্রবণীয়তা সহগ।

68. সারফেস টান।

তরলগুলির সবচেয়ে আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্য হল একটি মুক্ত পৃষ্ঠের উপস্থিতি। তরল, গ্যাসের বিপরীতে, যে পাত্রে এটি ঢেলে দেওয়া হয় তার পুরো ভলিউম পূরণ করে না। তরল এবং গ্যাসের (বা বাষ্প) মধ্যে একটি ইন্টারফেস গঠিত হয়, যা বাকি তরলের তুলনায় বিশেষ অবস্থায় থাকে। একটি তরলের সীমানা স্তরের অণুগুলি, তার গভীরতার অণুগুলির বিপরীতে, সমস্ত দিকে একই তরলের অন্যান্য অণু দ্বারা বেষ্টিত হয় না। আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়া শক্তি প্রতিবেশী অণু থেকে একটি তরল ভিতরে একটি অণু উপর কাজ করে, গড়ে, পারস্পরিক ক্ষতিপূরণ হয়. সীমানা স্তরের যে কোনো অণু তরলের অভ্যন্তরে অবস্থিত অণু দ্বারা আকৃষ্ট হয় (গ্যাস (বা বাষ্প) অণু থেকে প্রদত্ত তরল অণুর উপর কাজ করে এমন শক্তিগুলিকে অবহেলা করা যেতে পারে)। ফলস্বরূপ, তরলের গভীরে নির্দেশিত একটি নির্দিষ্ট ফলপ্রসূ বল উপস্থিত হয়। আন্তঃআণবিক আকর্ষণ শক্তি দ্বারা পৃষ্ঠের অণুগুলি তরলে টানা হয়। কিন্তু সীমানা স্তরের অণু সহ সমস্ত অণুকে অবশ্যই ভারসাম্যের অবস্থায় থাকতে হবে। এই ভারসাম্যটি তরলের অভ্যন্তরে পৃষ্ঠ স্তরের অণু এবং তাদের নিকটতম প্রতিবেশীদের মধ্যে দূরত্ব সামান্য হ্রাস করে অর্জন করা হয়। যেমন চিত্র থেকে দেখা যায়। 3.1.2, যখন অণুগুলির মধ্যে দূরত্ব হ্রাস পায়, তখন বিকর্ষণীয় শক্তি দেখা দেয়। যদি তরলের অভ্যন্তরে অণুগুলির মধ্যে গড় দূরত্ব r0 এর সমান হয়, তবে পৃষ্ঠ স্তরের অণুগুলি কিছুটা বেশি ঘনভাবে প্যাক করা হয় এবং তাই তাদের অভ্যন্তরীণ অণুর তুলনায় সম্ভাব্য শক্তির অতিরিক্ত সরবরাহ থাকে (চিত্র 3.1.2 দেখুন) . এটি মনে রাখা উচিত যে অত্যন্ত কম কম্প্রেসিবিলিটির কারণে, আরও ঘনভাবে প্যাক করা পৃষ্ঠ স্তরের উপস্থিতি তরলের আয়তনে কোনও লক্ষণীয় পরিবর্তন ঘটায় না। যদি একটি অণু পৃষ্ঠ থেকে তরলে চলে যায়, আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়া শক্তি ইতিবাচক কাজ করবে। বিপরীতে, তরলের গভীরতা থেকে একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক অণুকে পৃষ্ঠে টেনে আনতে (অর্থাৎ, তরলের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বাড়ানোর জন্য), বাহ্যিক শক্তিগুলিকে অবশ্যই ইতিবাচক কাজ করতে হবে ΔAext, ΔS এর পরিবর্তনের সমানুপাতিক। পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল: ΔAext = σΔS।

σ কে সারফেস টেনশন সহগ (σ > 0) বলা হয়। এইভাবে, পৃষ্ঠের উত্তেজনার সহগ একটি স্থির তাপমাত্রায় একটি তরলের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এক ইউনিট দ্বারা বাড়ানোর জন্য প্রয়োজনীয় কাজের সমান।

SI-তে, পৃষ্ঠের উত্তেজনার সহগ প্রতি বর্গ মিটার (J/m2) বা নিউটন প্রতি মিটারে (1 N/m = 1 J/m2) জুলে পরিমাপ করা হয়।

এটি মেকানিক্স থেকে জানা যায় যে একটি সিস্টেমের ভারসাম্য অবস্থা তার সম্ভাব্য শক্তির ন্যূনতম মানের সাথে মিলে যায়। এটি অনুসরণ করে যে তরলের মুক্ত পৃষ্ঠটি তার ক্ষেত্রফলকে হ্রাস করতে থাকে। এই কারণে, তরলের একটি মুক্ত ড্রপ একটি গোলাকার আকার ধারণ করে। তরলটি এমনভাবে আচরণ করে যেন তার পৃষ্ঠের স্পর্শকভাবে কাজ করা শক্তিগুলি এই পৃষ্ঠকে সংকুচিত (টেনে) করছে। এই শক্তিগুলিকে সারফেস টেনশন ফোর্স বলা হয়।

সারফেস টেনশন ফোর্সের উপস্থিতি তরলের পৃষ্ঠকে স্থিতিস্থাপক প্রসারিত ফিল্মের মতো দেখায়, একমাত্র পার্থক্য যে ফিল্মের স্থিতিস্থাপক শক্তিগুলি তার পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের উপর নির্ভর করে (অর্থাৎ, কীভাবে ফিল্মটি বিকৃত হয়) এবং পৃষ্ঠের টান। বাহিনী পৃষ্ঠ এলাকা তরল উপর নির্ভর করে না.

কিছু তরল, যেমন সাবান জল, পাতলা ছায়াছবি গঠন করার ক্ষমতা রাখে। সুপরিচিত সাবান বুদবুদগুলির একটি নিয়মিত গোলাকার আকৃতি রয়েছে - এটি পৃষ্ঠের টান শক্তির প্রভাবও দেখায়। আপনি যদি একটি তারের ফ্রেম, যার একটি পাশ চলমান, একটি সাবান দ্রবণে নামিয়ে দেন, তাহলে পুরো ফ্রেমটি তরল ফিল্ম দিয়ে আচ্ছাদিত হবে।

69. ভেজা।

সবাই জানে যে আপনি যদি একটি সমতল পৃষ্ঠে তরলের একটি ফোঁটা রাখেন তবে এটি হয় এটি জুড়ে ছড়িয়ে পড়বে বা গোলাকার আকার ধারণ করবে। তদুপরি, একটি শুয়ে থাকা ড্রপের আকার এবং উত্তলতা (তথাকথিত যোগাযোগ কোণের মান) এটি একটি প্রদত্ত পৃষ্ঠকে কতটা ভালভাবে ভিজিয়েছে তার দ্বারা নির্ধারিত হয়। ভেজানোর ঘটনাটি নিম্নরূপ ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। যদি তরলের অণুগুলি কঠিন পদার্থের অণুর চেয়ে একে অপরের প্রতি বেশি আকৃষ্ট হয় তবে তরলটি একটি ফোঁটা তৈরি করতে থাকে।

একটি তীব্র যোগাযোগ কোণ একটি ভেজাযোগ্য (লাইওফিলিক) পৃষ্ঠে ঘটে, যখন একটি স্থূল যোগাযোগ কোণ একটি নন-ওয়েটেবল (লাইওফোবিক) পৃষ্ঠে ঘটে।

পারদ কাচের উপর, প্যারাফিনের উপর জল বা "চর্বিযুক্ত" পৃষ্ঠে এইভাবে আচরণ করে। বিপরীতভাবে, যদি তরলের অণুগুলি একটি কঠিনের অণুর চেয়ে কম দৃঢ়ভাবে একে অপরের প্রতি আকৃষ্ট হয়, তবে তরলটি পৃষ্ঠে "চাপা" হয় এবং এটির উপর ছড়িয়ে পড়ে। এটি একটি জিঙ্ক প্লেটে পারদের ফোঁটা বা পরিষ্কার গ্লাসে এক ফোঁটা জলের সাথে ঘটে। প্রথম ক্ষেত্রে, তারা বলে যে তরলটি পৃষ্ঠকে ভেজায় না (যোগাযোগ কোণ 90° এর বেশি), এবং দ্বিতীয় ক্ষেত্রে, এটি এটিকে ভিজিয়ে দেয় (যোগাযোগ কোণ 90° এর কম)।

এটি জল-প্রতিরোধী লুব্রিকেন্ট যা অনেক প্রাণীকে অতিরিক্ত আর্দ্রতা থেকে বাঁচতে সাহায্য করে। উদাহরণস্বরূপ, সামুদ্রিক প্রাণী এবং পাখি - পশম সীল, সীল, পেঙ্গুইন, লুন - এর গবেষণায় দেখা গেছে যে তাদের লোমহীন চুল এবং পালকের হাইড্রোফোবিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যখন প্রাণীদের রক্ষাকারী চুল এবং পাখির কনট্যুর পালকের উপরের অংশ ভালভাবে ভেজা থাকে। জলপথে. ফলস্বরূপ, প্রাণীর দেহ এবং জলের মধ্যে একটি বায়ু স্তর তৈরি হয়, যা তাপ নিরোধক এবং তাপ নিরোধক একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

কিন্তু তৈলাক্তকরণ সবকিছু নয়। ভেজা প্রপঞ্চেও পৃষ্ঠের গঠন একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। রুক্ষ, ঢালু বা ছিদ্রযুক্ত ভূখণ্ড ভেজা উন্নত করতে পারে। আসুন আমরা স্মরণ করি, উদাহরণস্বরূপ, স্পঞ্জ এবং টেরি তোয়ালে, যা পুরোপুরি জল শোষণ করে। তবে যদি পৃষ্ঠটি প্রাথমিকভাবে জলের "ভয়" হয়, তবে উন্নত ত্রাণ পরিস্থিতিকে আরও বাড়িয়ে তুলবে: জলের ফোঁটাগুলি ধারে জমা হবে এবং গড়িয়ে পড়বে।

70. কৈশিক ঘটনা।

কৈশিক ঘটনা হল ছোট ব্যাসের টিউবে তরল উত্থান বা পতন - কৈশিক। ভেজা তরল কৈশিকগুলির মধ্য দিয়ে উঠে যায়, অ-ভেজা তরল নেমে যায়।

চিত্রে। চিত্র 3.5.6 একটি নির্দিষ্ট ব্যাসার্ধ r এর একটি কৈশিক নল দেখায়, এটির নীচের প্রান্তে ρ ঘনত্বের একটি ভেজা তরলে পরিণত হয়। কৈশিকের উপরের প্রান্তটি খোলা থাকে। কৈশিকের মধ্যে তরলের উত্থান অব্যাহত থাকে যতক্ষণ না কৈশিকের তরল কলামে অভিকর্ষ বল কৈশিকের পৃষ্ঠের সাথে তরলটির যোগাযোগের সীমানা বরাবর কাজ করে ফলস্বরূপ Fн পৃষ্ঠের টান শক্তির পরিমাণের সমান হয়: Fт = Fн, যেখানে Fт = mg = ρhπr2g, Fн = σ2πr cos θ।

এই থেকেই বোঝা:

চিত্র 3.5.6।

কৈশিক ভিজা তরল উত্থান.

সম্পূর্ণ ভেজানোর সাথে θ = 0, cos θ = 1। এক্ষেত্রে

সম্পূর্ণ নন-ওয়েটিং সহ θ = 180°, cos θ = –1 এবং তাই, h< 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

জল প্রায় সম্পূর্ণরূপে পরিষ্কার কাচের পৃষ্ঠ ভেজা। বিপরীতভাবে, পারদ কাচের পৃষ্ঠকে পুরোপুরি ভিজা করে না। অতএব, কাচের কৈশিকের মধ্যে পারদের মাত্রা জাহাজের স্তরের নীচে নেমে যায়।

71. স্ফটিক দেহ এবং তাদের বৈশিষ্ট্য।

তরল থেকে ভিন্ন, একটি কঠিন কেবল তার আয়তনই নয়, তার আকৃতিও ধরে রাখে এবং উল্লেখযোগ্য শক্তি রাখে।

বিভিন্ন ধরণের কঠিন পদার্থকে দুটি গ্রুপে ভাগ করা যেতে পারে যা তাদের বৈশিষ্ট্যে উল্লেখযোগ্যভাবে পৃথক: স্ফটিক এবং নিরাকার।

স্ফটিক দেহের মৌলিক বৈশিষ্ট্য

1. স্ফটিক দেহগুলির একটি নির্দিষ্ট গলে যাওয়া তাপমাত্রা tmelt থাকে, যা ধ্রুবক চাপে গলে যাওয়ার প্রক্রিয়ার সময় পরিবর্তন হয় না (চিত্র 1, বক্ররেখা 1)।

2. স্ফটিক দেহগুলি একটি স্থানিক স্ফটিক জালির উপস্থিতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা অণু, পরমাণু বা আয়নগুলির একটি ক্রমানুসারে বিন্যাস, যা শরীরের সমগ্র আয়তন জুড়ে পুনরাবৃত্তি হয় (দীর্ঘ-পরিসরের ক্রম)। যে কোনও স্ফটিক জালি তার কাঠামোর এমন একটি উপাদানের অস্তিত্ব দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা মহাকাশে বারবার পুনরাবৃত্তি পুরো স্ফটিক তৈরি করতে পারে। এটি একটি একক স্ফটিক। একটি পলিক্রিস্টাল একত্রে মিশ্রিত অনেকগুলি খুব ছোট একক স্ফটিক নিয়ে গঠিত, যা এলোমেলোভাবে মহাকাশে ভিত্তিক।