তাপগতিবিদ্যা
রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ
কোনো তাপ বিনিময় ছাড়াই প্রসারিত করুন: গ্যাসটি ঠান্ডা হয়।
রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ — ইন্টারঅ্যাকটিভ তাপগতিবিদ্যা সিমুলেশন। কোনো তাপ বিনিময় ছাড়াই প্রসারিত করুন: গ্যাসটি ঠান্ডা হয়। লাইভ SI পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়ালসহ বিনামূল্যের ব্রাউজার-ভিত্তিক ভার্চুয়াল পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগার।
রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ
কোনো তাপ বিনিময় ছাড়াই প্রসারিত করুন: গ্যাসটি ঠান্ডা হয়।
একটি রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় Q = 0, তাই প্রসারণ কাজ গ্যাস থেকে আভ্যন্তরীণ শক্তি নিষ্কাশন করে। অণুগুলো ধীর হয়ে যায়, তাপমাত্রা কমে যায়, এবং P–V পথ একটি সমতাপীয় রেখার চেয়ে খাড়া হয় কারণ চাপ বজায় রাখতে কোনো তাপ প্রবেশ করে না।
- Q = 0
- TV^(γ−1) = const
তদন্ত সংক্ষিপ্তসার
ল্যাব খোলার আগেই প্রশ্নটি পরিকল্পনা করুন
ব্রিফটি প্রিরেন্ডার করা পাতার প্রতিচ্ছবি: মূল প্রশ্ন, প্রতিদ্বন্দ্বী প্রত্যাশা, চলরাশির ভূমিকা, নিয়ন্ত্রক সূত্র, সেটআপ, বিশ্লেষণ ও বিস্তার প্রম্পট দৃশ্যমান থাকে এবং এই ক্রমেই।
মূল প্রশ্ন
একটি গ্যাস দ্রুত প্রসারিত হয়, পরিবেশের সাথে তাপ বিনিময়ের সময় পায় না (রুদ্ধতাপীয়)। কোনো তাপ না ঢুকলে বা না বেরোলেও কি গ্যাসের তাপমাত্রা বদলায়?
যে প্রত্যাশাগুলো বিবেচনা করতে হবে
- গ্যাসটি ঠান্ডা হয়ে যায় — নিজের অভ্যন্তরীণ শক্তি ব্যবহার করে এটি পরিবেশের ওপর কার্য করে।
- কোনো তাপ বিনিময় না হওয়ায় তাপমাত্রা একই থাকে।
- প্রসারিত হওয়ার সময় গ্যাসটি গরম হয়ে যায়।
চলরাশির ভূমিকা
আপনি যা সেট করেন:
- চূড়ান্ত আয়তন V₂ (L)
আপনি যা মাপেন:
- গ্যাস দ্বারা কৃত কার্য W_gas (J)
- চূড়ান্ত তাপমাত্রা T₂ (K)
তদন্তটি কীভাবে চলে
- adiabatic-expansion প্রিসেট খুলে রিসেট চাপুন। 1 mol দ্বিপরমাণুক নাইট্রোজেন (f = 5) শুরু করে 24.9 L, 300 K থেকে।
- চেম্বারে চূড়ান্ত-তাপমাত্রা রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালের জন্য লক্ষ্য (চূড়ান্ত) আয়তন সেট করুন, এবং চূড়ান্ত তাপমাত্রা ও সম্পাদিত কার্য রেকর্ড করুন।
নিয়ন্ত্রক সমীকরণ
রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া — ΔU = Q − W
তাপ বিনিময় না হলে (Q = 0) প্রথম সূত্র সংকুচিত হয় ΔU = −W_gas: প্রসারণশীল গ্যাস কাজ করতে পারে কেবল নিজের অভ্যন্তরীণ শক্তি খরচ করে, তাই এটি ঠান্ডা হয়। চাপ ও আয়তন মানে P·V^γ = ধ্রুবক।
প্রিন্টযোগ্য ওয়ার্কশিটে শিক্ষার্থীদের যা বের করতে বলা হয়
- একটি ট্রায়ালের জন্য γ = (f+2)/f = 1.4, T₁ = 300 K, V₁ = 24.9 L ধরে T₂ = T₁·(V₁/V₂)^(γ−1) নির্ণয় করুন। তারপর W_gas = −ΔU = −(f/2)nR(T₂ − T₁)। দুটোই সারণির সাথে তুলনা করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালে Q = 0, তাই প্রথম সূত্র দেয় ΔU = −W_gas ঠিক পড়ে। শক্তি সংরক্ষণের ভাষায় ব্যাখ্যা করুন, তাপ নিতে না পারলে ধনাত্মক কাজ করা প্রসারণশীল গ্যাসের ঠান্ডা হওয়া ছাড়া পথ নেই কেন।
ল্যাবের বাইরে এটি কোথায় দেখা যায়
- অ্যারোসল স্প্রের ক্যান ঠান্ডা লাগে, কারণ গ্যাস বেরিয়ে দ্রুত প্রসারিত হয় — পরিবেশের সাথে বেশি তাপ বিনিময়ের আগেই। ব্যাখ্যা করুন কেন এটি রুদ্ধতাপীয় শীতলীকরণের একটি বাস্তব (যদিও অনিয়ত) উদাহরণ।
- এখানে আপনার চূড়ান্ত তাপমাত্রাগুলোকে isothermal-compression-এর বিপরীতের (একটি সমতাপীয় প্রসারণ) সাথে তুলনা করুন — একই আয়তন-পরিবর্তনের জন্য সমতাপীয় প্রক্রিয়া T ধ্রুব রাখে, কিন্তু এই রুদ্ধতাপীয় ক্ষেত্রে রাখে না। তাপ-বিনিময়ের অনুমান সরালে ফলাফল কেন বদলায়?
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.4 Thermodynamics
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে স্বাগতম
- চেম্বার নির্বাচন করুন
- প্লে চাপুন
- তাপ-প্রবাহহীন প্রসারণ
- Properties প্যানেল খুলুন
- করে ফেললেন!
দৃশ্য সাজাতে, প্লে চাপতে এবং লাইভ পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়াল নিয়ে অন্বেষণ করতে ইন্টারঅ্যাকটিভ সিমুলেশনটি খুলুন।