তাপন বাঁক আর দশা বদলের সিমুলেটর
এই সিমুলেশনের সমীকরণ
| m | পানির ভর m (গ্রাম) | ||
|---|---|---|---|
| c | আপেক্ষিক তাপধারণ ক্ষমতা | বরফ 2.09, তরল পানি 4.18, বাষ্প 2.01 J/(g·K): প্রতি ডিগ্রিতে পানির যত তাপ লাগে, প্রায় আর কোনো কিছুর তত লাগে না | |
| ΔT | change in temperature | কেবল যতক্ষণ একটিই দশা থাকে; দশা পরিবর্তনের সময় তাপমাত্রা একই থাকে |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| L_f | গলনের সুপ্ত তাপ | 334 J/g: তাপমাত্রা না বাড়িয়ে কেবল কাঠামো ভাঙার শক্তি | |
|---|---|---|---|
| L_v | বাষ্পীভবনের সুপ্ত তাপ | 2,257 J/g, L_f-এর প্রায় সাত গুণ: অণুগুলোকে আলগা করার চেয়ে একেবারে আলাদা করে ফেলতে অনেক বেশি লাগে | |
| Q | এ পর্যন্ত দেওয়া তাপ | হিটারের ক্ষমতা গুণ সময় |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| P | হিটারের ক্ষমতা P (ওয়াট; ঋণাত্মক হলে ঠান্ডা করে) | এক ওয়াট মানে প্রতি সেকেন্ডে এক জুল | |
|---|---|---|---|
| t | প্রতি ধাপের সময় | সুপ্ত তাপ বড় হওয়ায় সমতল অংশগুলো দীর্ঘ |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
তাপন বাঁকের সিমুলেটরটি কীভাবে ব্যবহার করবেন
- পানির ভর, তার শুরুর তাপমাত্রা আর হিটারের ক্ষমতা বসিয়ে দিন। এটি বরফ হিসেবে শুরু করে: অণুগুলো একটি কণিকে বসে থাকে, প্রত্যেকে নিজের জায়গার চারপাশে কাঁপে, আর তাপমাত্রা বাড়ার সঙ্গে তারা আরও জোরে কাঁপে।
- 0 °C-এ বরফ গলার সময় তাপমাত্রা থেমে যায়: তাপটি যায় কণিকটি ভেঙে ফেলার কাজে, আর অণুগুলো একটি একটি করে খুলে এসে তরলে মেশে। 100 °C-এ পানি ফোটার আর অণুগুলো বাষ্প হয়ে উড়ে যাওয়ার সময় তা আবার থেমে যায়। লেখচিত্রটি দেওয়া তাপের বিপরীতে তাপন বাঁকটি আঁকে, পুরো বাঁকটি ধূসরে দেখানো অবস্থায়, সঙ্গে তার দুটি সমান ধাপ।
- তাপ বের করে নিতে আর বাঁকটি উল্টো দিকে চালাতে ক্ষমতাটি ঋণাত্মক করে দিন, আর জমা ও ঘনীভূত হওয়া দেখুন। সমীকরণগুলো আপেক্ষিক ও লীন তাপ থেকে প্রতিটি ধাপের তাপ যোগ করে; আপেক্ষিক তাপের হিসাব যেকোনো পদার্থের জন্য Q = mcΔT বের করে দেয়।
সাধারণ প্রশ্ন
বরফ গলার সময় তাপমাত্রা একই থাকে কেন?
কারণ সব তাপ যায় কণিকে অণুগুলোকে ধরে রাখা বন্ধনগুলো ভাঙার কাজে, তাদের দ্রুত চলানোর কাজে নয়। তাপমাত্রা অণুগুলোর গড় গতিশক্তি মাপে, যা শেষ বরফটুকু গলে যাওয়া পর্যন্ত বদলায় না। শোষিত তাপটিই গলনের লীন তাপ, প্রতি গ্রামে 334 J।
লীন তাপ কী?
একটি পদার্থ স্থির তাপমাত্রায় দশা বদলানোর সময় যে শক্তি নেয় বা ছাড়ে। পানির গলনের (গলে যাওয়ার) লীন তাপ 334 J/g আর বাষ্পীভবনের (ফোটার) 2,257 J/g। জমা আর ঘনীভূত হওয়ায় ওই একই পরিমাণই আবার বেরিয়ে আসে, সেই কারণেই একই তাপমাত্রার ফোটানো পানির চেয়ে বাষ্প অনেক বেশি পোড়ায়।
গলার চেয়ে ফোটায় এত বেশি সময় লাগে কেন?
কারণ বাষ্পীভবনের লীন তাপ গলনের লীন তাপের প্রায় সাত গুণ। গলা কেবল অণুগুলো আলগা করে দেয়, যাতে তারা একে অন্যের গা বেয়ে পিছলে যেতে পারে; ফোটায় তাদের মাঝের আকর্ষণের বিপক্ষে তাদের পুরোপুরি টেনে আলাদা করতে হয়। 100 গ্রাম পানিকে 0 °C থেকে ফুটন্ত করতে লাগে 42 kJ; তার সবটুকু ফুটিয়ে উড়িয়ে দিতে লাগে আরও 226 kJ।
একটি তাপন বাঁকের তাপ কীভাবে হিসাব করব?
প্রতিটি ধাপ যোগ করে নিন: বরফ গরম করা (m × 2.09 × ΔT), তা গলানো (m × 334), পানি গরম করা (m × 4.18 × ΔT), তা ফোটানো (m × 2,257) আর বাষ্প গরম করা (m × 2.01 × ΔT), যেখানে m গ্রামে। সেকেন্ডে সময় পেতে হিটারের ক্ষমতা ওয়াটে দিয়ে ভাগ করুন; ছবিটির নিচের সমীকরণগুলো আপনার সেটিংসের জন্য তাই করে।
বলছে WebGL বন্ধ আছে।
3D দৃশ্যটির জন্য WebGL দরকার, যা আজকের প্রতিটি ব্রাউজারেই আছে। ব্রাউজারের সেটিংসে হার্ডওয়্যার ত্বরণ বন্ধ থাকলে, কিংবা গ্রাফিক্সের ড্রাইভার খুব পুরোনো হলে তা বন্ধ হয়ে থাকতে পারে। হার্ডওয়্যার ত্বরণ চালু করুন, কিংবা অন্য একটি ব্রাউজার দিয়ে দেখুন।
কিছু কি আপলোড হয়?
না। সিমুলেশনটি আপনার নিজের ব্রাউজারই WebGL দিয়ে আঁকে; কিছুই কোথাও পাঠানো হয় না, আর পাতাটি একবার লোড হয়ে গেলে তা অফলাইনেও চলতে থাকে।