Thermal Expansion
Every object expand with application of heat.Solid ,liquids and gases all these matters expand when subject to heat.But they are not equally expanded.Solid expands most less ,liquid expand greater than solid and expansion of gases is greatest of all.
Since solids have definite shape and volume it has three types of expansions,linear , superficial expansion and volume expansion.Since liquid and gases have no definite shape they have only volume expansion.
Coefficient of expansion of solids,liquids and gases:
Coefficient of linear expansion of solid
It is the expansion per unit length of a solid per unit degree rise in temperature.
Let length of a rod (L0) becomes L0 + ∆L due to the rise of temperature ∆t( from T1 to T2) then coefficient of linear expansion is α = ∆L/(L0 ∆t)
Bending of railway lines due to thermal expansion.
তাপের পরিবহন (Thermal Conduction)
যে পদ্ধতিতে কঠিন পর্দাথের মধ্যে উষ্নতর অংশ থেকে শীতল অংশে তাপ সঞ্চালিত হয় তাকে পরিবহন পদ্ধতি বলে l
এই পদ্ধতিতে পদার্থ কণিকাগুলির কোনো স্থান পরিবর্তন হয় না l
তাপ পারিবাহিতাঙ্ক (Co-efficient of Thermal Expansion)
মনে করি A প্রস্থচ্ছেদ বিশিষ্ট একটি আয়তাকার পাতের উষ্ন পৃষ্ঠের উষ্নতা T₂ এবং শীতল পৃষ্ঠের উষ্নতা T₁ হলে এবং পরিবাহিত তাপের পরিমান Q হলে জানা গেছে যে
Q α A(T₂ - T₁) t/d
যেখানে t হচ্ছে তাপ প্রবাহের সময় , d হয় পাতটির বেধ
∴ Q = kA(T₂ - T₁)t/d ; যেখানে k একটি ধ্রবক যার মান উপাদানের প্রকৃতির উপর নির্ভরশীল এবং ওই উপাদানের তাপ পারিবাহিতাঙ্ক বলে ।
কোনো পদার্থের একটি একক ঘনককের দুই বিপরীত তলের মধ্যে একক উস্নতার পার্থক্যের জন্য ওই তল দুইয়ের মধ্য দিয়ে লম্ভভাবে একক সময়ে যে তাপ পরিবাহিত হয় তাকেই ওই পদার্থটির তাপ পারিবাহিতঙ্ক বলে ।
তাপ পারিবাহিতঙ্কের CGS একক : cal cm ^-1 s ^-1 ℃^-1
তাপ পারিবাহিতঙ্কের SI একক watt m^-1 K ^-1
তাপীয় রোধ ও তড়িৎ রোধ
আমরা পূর্বে পেয়েছি যে
Q = kA(T₂ -T₁)t/d
∴ Q/t = (T₂- T₁)/( d/(kA))
তড়িৎ প্রবাহের ক্ষেত্রে আমরা পাই
Q/t = (V₁ -V₂)/R =( V₁ -V₂)/(ρ d/A)
তড়িৎ রোধের সঙ্গে তুলনা করে পাই
d/(kA) হলো তাপীয় রোধ
1/k কে বলা হয় তাপীয় রোধাঙ্ক
ஃ তাপীয় রোধাঙ্ক = 1/ তাপপরিবাহিতঙ্ক
বহু বিকল্প ভিত্তিক প্রশ্নাবলী (MCQ): https://forms.gle/utX8Ty4hQL1CKpxn8
Every object expand with application of heat.Solid ,liquids and gases all these matters expand when subject to heat.But they are not equally expanded.Solid expands most less ,liquid expand greater than solid and expansion of gases is greatest of all.
Since solids have definite shape and volume it has three types of expansions,linear , superficial expansion and volume expansion.Since liquid and gases have no definite shape they have only volume expansion.
Coefficient of expansion of solids,liquids and gases:
Coefficient of linear expansion of solid
It is the expansion per unit length of a solid per unit degree rise in temperature.
Let length of a rod (L0) becomes L0 + ∆L due to the rise of temperature ∆t( from T1 to T2) then coefficient of linear expansion is α = ∆L/(L0 ∆t)
Bending of railway lines due to thermal expansion.
EXPANSION OF GASES
It expand just like solid and liquids.But since it has no definite shape it has only volume expansion.It expand much larger way than liquid and solids.Since gas has no definite volume also, its volume depends also pressure.All gases expand equally with every rise of temperature.
Coefficient of volume expansion of gases:
At constant pressure and for a definite mass of a gas it is the expansion of volume with unit degree rise in temperature (from zero degree selius to one degree selsius ) per unit volume.
Let V0 is volume at 0 degree selsius and Vt the volume at t degree selsius then coefficient of volume expansion is ૪ = (Vt - V0)/V0t
Value of ૪ for all gases is 1/273/0C.
স্থির চাপে এবং নিদির্ষ্ট ভরের গ্যাসের ক্ষেত্ৰে উষ্নতা ০ ডিগ্রী থেকে ১ ডিগ্রী বৃদ্ধি করা হলে প্রতি একক আয়তনে যে বৃদ্ধি হয় তাকেই ওই গ্যাসের আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্ক বলে Iতাপের পরিবহন (Thermal Conduction)
যে পদ্ধতিতে কঠিন পর্দাথের মধ্যে উষ্নতর অংশ থেকে শীতল অংশে তাপ সঞ্চালিত হয় তাকে পরিবহন পদ্ধতি বলে l
এই পদ্ধতিতে পদার্থ কণিকাগুলির কোনো স্থান পরিবর্তন হয় না l
তাপ পারিবাহিতাঙ্ক (Co-efficient of Thermal Expansion)
মনে করি A প্রস্থচ্ছেদ বিশিষ্ট একটি আয়তাকার পাতের উষ্ন পৃষ্ঠের উষ্নতা T₂ এবং শীতল পৃষ্ঠের উষ্নতা T₁ হলে এবং পরিবাহিত তাপের পরিমান Q হলে জানা গেছে যে
Q α A(T₂ - T₁) t/d
যেখানে t হচ্ছে তাপ প্রবাহের সময় , d হয় পাতটির বেধ
∴ Q = kA(T₂ - T₁)t/d ; যেখানে k একটি ধ্রবক যার মান উপাদানের প্রকৃতির উপর নির্ভরশীল এবং ওই উপাদানের তাপ পারিবাহিতাঙ্ক বলে ।
কোনো পদার্থের একটি একক ঘনককের দুই বিপরীত তলের মধ্যে একক উস্নতার পার্থক্যের জন্য ওই তল দুইয়ের মধ্য দিয়ে লম্ভভাবে একক সময়ে যে তাপ পরিবাহিত হয় তাকেই ওই পদার্থটির তাপ পারিবাহিতঙ্ক বলে ।
তাপ পারিবাহিতঙ্কের CGS একক : cal cm ^-1 s ^-1 ℃^-1
তাপ পারিবাহিতঙ্কের SI একক watt m^-1 K ^-1
তাপীয় রোধ ও তড়িৎ রোধ
আমরা পূর্বে পেয়েছি যে
Q = kA(T₂ -T₁)t/d
∴ Q/t = (T₂- T₁)/( d/(kA))
তড়িৎ প্রবাহের ক্ষেত্রে আমরা পাই
Q/t = (V₁ -V₂)/R =( V₁ -V₂)/(ρ d/A)
তড়িৎ রোধের সঙ্গে তুলনা করে পাই
d/(kA) হলো তাপীয় রোধ
1/k কে বলা হয় তাপীয় রোধাঙ্ক
ஃ তাপীয় রোধাঙ্ক = 1/ তাপপরিবাহিতঙ্ক
বহু বিকল্প ভিত্তিক প্রশ্নাবলী (MCQ): https://forms.gle/utX8Ty4hQL1CKpxn8
1. আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্কের মাত্রীয় সংকেত
A) Ө⁻¹ B) Ө⁻² C) LӨ⁻¹ D) L³Ө⁻¹
2. গ্যাসের প্রসারণের সময় প্রাথমিক উষ্নতা ধরা হয়
A) 10⁰ C B) 0 K C) 0⁰ C D) 4⁰ C
3. নিন্মলিখিত কোনটির ব্যতিক্রান্ত প্রসারণ দেখা যায় ?
A) পারদ B) তামা C) দুধ D) জল
4. কঠিনের দৈর্ঘ্য প্রসারণ গুণাঙ্ক কীসের উপর নির্ভর করে ?
A) প্রাথমিক দৈর্ঘ্য B) উষ্নতা বৃদ্ধি C) উপাদান D) A,B,C সবকটি
5. নিম্নলিখিত কোন ধাতুর তাপ পরিবাহিতা সবচেয়ে বেশি ?
A) তামা B) লোহা C) রূপা D) সোনা
6. নীচের কোনটির উষ্নতা বাড়লে কার্যত কোনো প্রসারণ হয় না ?
A) লোহা B) নিকেল C) তামা D) ইনভার
7. আদর্শ পরিবাহীর তাপ পারিবাহিতঙ্কের মান ( cgs এককে )
A) 0 B) 1 C) 100 D) ∝
8.আদর্শ অন্তরকের তাপ পারিবাহিতঙ্কের মান (cgs পদ্ধতি )
A) 0 B) 1 C) 100 D) ∝
9. নীচের কোনটির উপর ধাতুর তাপ পরিবাহিতঙ্ক নির্ভর করে ?
A) উষ্নতা B) দৈর্ঘ্য C) উপাদানের প্রকৃতি D) প্রস্থচ্ছেদ
10 .কোনো কঠিন পদার্থের দৈর্ঘ্য প্রসারণ গুণাঙ্ক 27 x 10⁻⁶/ ⁰C হলে ফারেনহাইট স্কেল এ এর মান কত ?
A) 12 x 10⁻⁶/⁰F B) 16 x 10⁻⁶/ ⁰F C) 15 x 10⁻⁶/ ⁰F D) 18 x 10⁻⁶/ ⁰
11.নীচের কোনটির তাপ পারিবাহিতঙ্ক সবচেয়ে বেশি ?
A) তামা B) সোনা B) লোহা D ) হীরা
12. তাপ সঞ্চালনের যে পদ্ধতিতে মাধ্যমের কণাগুলি র স্থানচ্যুতি ঘটে না তা হল
A) পরিচলন B) বিকিরণ C) পরিবহণ D) কোনোটাই নয় ।
13. কঠিনের কত প্রকার তাপীয় প্রসারণ গুণাঙ্ক আছে ?
A) এক B) দুই C) তিন D) চার
14. গ্যাসের আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্কের মান
A) 1/373 ⁰C⁻¹ B) 1/273 ⁰C⁻¹ C) 273 ⁰C⁻¹ D) কোনোটাই নয়
15. কোনো কঠিনের ৰৈখিক প্রসারণ গুণাঙ্কের একক হল
A) m B) m⁻¹ C) ⁰C⁻¹ D) ⁰C
কোন মন্তব্য নেই:
একটি মন্তব্য পোস্ট করুন