তাপগতিবিদ্যা
পরিবহন দণ্ড
দণ্ডের মধ্য দিয়ে তাপ প্রবাহিত হয় Q/t = kAΔT/L হারে।
পরিবহন দণ্ড — ইন্টারঅ্যাকটিভ তাপগতিবিদ্যা সিমুলেশন। দণ্ডের মধ্য দিয়ে তাপ প্রবাহিত হয় Q/t = kAΔT/L হারে। লাইভ SI পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়ালসহ বিনামূল্যের ব্রাউজার-ভিত্তিক ভার্চুয়াল পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগার।
তাপ পরিবহন
তাপ Q/t = kAΔT/L হারে দণ্ডের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়।
ফুরিয়ারের পরিবহন সূত্র অনুযায়ী তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট বড় হলে, প্রস্থচ্ছেদ বড় হলে, বা পদার্থের তাপ পরিবাহিতা k বেশি হলে তাপ দ্রুত প্রবাহিত হয়। প্রান্তের তাপমাত্রা থেকে স্থিতাবস্থার তাপ প্রবাহ সহজে পড়া যায় এমনভাবে দণ্ডের জ্যামিতি বেছে নেওয়া হয়েছে।
- Q/t = kAΔT/L
- ফুরিয়ের সূত্র
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 তামার দণ্ড একটি গরম ও একটি ঠান্ডা বস্তুকে যুক্ত করে। বেশি মোটা দণ্ড (বেশি প্রস্থচ্ছেদ-ক্ষেত্রফল) ব্যবহার করলে তাপ কি দ্রুত না ধীরে প্রবাহিত হয়?
যে প্রত্যাশাগুলো বিবেচনা করতে হবে
- মোটা দণ্ড তাপ দ্রুত পরিবহন করে — বেশি ক্ষেত্রফল মানে তাপ প্রবাহের চওড়া পথ।
- মোটা দণ্ড তাপ ধীরে পরিবহন করে।
- দণ্ডের পুরুত্ব পরিবহনের হারকে প্রভাবিত করে না।
চলরাশির ভূমিকা
আপনি যা সেট করেন:
- প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রফল A (m²)
আপনি যা মাপেন:
- তাপ-প্রবাহ হার Q̇ (W)
তদন্তটি কীভাবে চলে
- conduction-bar প্রিসেট খুলে রিসেট চাপুন। একটি তামার দণ্ড (k = 401 W/(m·K), দৈর্ঘ্য 0.1 m) 450 K ও 300 K বস্তুকে যুক্ত করে।
- পরিবাহকে তাপ-প্রবাহ-হার রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালে দণ্ডের প্রস্থচ্ছেদ-ক্ষেত্রফল সেট করুন এবং তাপ-প্রবাহের হার রেকর্ড করুন।
নিয়ন্ত্রক সমীকরণ
পরিবহনের ফুরিয়ের সূত্র — Q/t = k·A·ΔT / L
উপাদানের মধ্য দিয়ে তাপ প্রবাহিত হয় তার পরিবাহিতা, প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল, তাপমাত্রা পার্থক্য ও দৈর্ঘ্য দিয়ে নির্ধারিত হারে: Q̇ = kAΔT/L। বড় ক্ষেত্রফল বা তাপমাত্রা পার্থক্য পরিবহন দ্রুত করে; দীর্ঘ পথ ধীর করে।
প্রিন্টযোগ্য ওয়ার্কশিটে শিক্ষার্থীদের যা বের করতে বলা হয়
- একটি ট্রায়ালের জন্য k = 401 W/(m·K), ΔT = 150 K, L = 0.1 m ব্যবহার করে Q̇ = kAΔT/L নির্ণয় করুন। সারণির সাথে তুলনা করুন।
- ফুরিয়ের সূত্র ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করুন কেন স্থির তাপমাত্রা-পার্থক্য ও দৈর্ঘ্যে দণ্ডের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল দ্বিগুণ করলে তাপ প্রবাহের হার দ্বিগুণ হয়।
ল্যাবের বাইরে এটি কোথায় দেখা যায়
- কম তাপীয় পরিবাহিতার উপাদান (যেমন কাচ, k ≈ 0.8 W/(m·K)) একই ক্ষেত্রফল ও দৈর্ঘ্যে তামার (k = 401 W/(m·K)) চেয়ে অনেক ধীরে তাপ পরিবহন করে। বাড়ির নিরোধক কম-k উপাদান ব্যবহার করে কেন, তা ব্যাখ্যা করুন।
- এই পরীক্ষণে ক্ষেত্রফল বদলানো হয়, কিন্তু সূত্রের হরে দৈর্ঘ্য L-ও আছে। দণ্ডের দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ করলে তাপ-প্রবাহের হার দ্বিগুণ হবে না নিরক্ষিংস হবে? কেন দীর্ঘ পথ তাপ প্রবাহকে বেশি বাধা দেয় তা ব্যাখ্যা করুন।
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.1 Thermal energy transfers
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Middle School Physical Science — Controlling heat transfer
- Middle School Physical Science — Energy transfer between materials
- পরিবহন দণ্ড-এ স্বাগতম
- পরিবাহী নির্বাচন করুন
- প্লে চাপুন
- দণ্ডের মধ্য দিয়ে তাপ
- বৈশিষ্ট্য প্যানেল খুলুন
- আপনি এটি করেছেন!
দৃশ্য সাজাতে, প্লে চাপতে এবং লাইভ পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়াল নিয়ে অন্বেষণ করতে ইন্টারঅ্যাকটিভ সিমুলেশনটি খুলুন।