তাপগতিবিদ্যা
গতিতত্ত্ব স্যান্ডবক্স
গ্যাস উত্তপ্ত করুন এবং অণুগুলোর দ্রুতি বাড়তে দেখুন (v_rms)।
গতিতত্ত্ব স্যান্ডবক্স — ইন্টারঅ্যাকটিভ তাপগতিবিদ্যা সিমুলেশন। গ্যাস উত্তপ্ত করুন এবং অণুগুলোর দ্রুতি বাড়তে দেখুন (v_rms)। লাইভ SI পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়ালসহ বিনামূল্যের ব্রাউজার-ভিত্তিক ভার্চুয়াল পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগার।
গতিতত্ত্ব
গ্যাসকে তাপ দিন এবং অণুগুলোকে গতি বাড়াতে দেখুন (v_rms)।
গতিতত্ত্ব তাপমাত্রাকে গড় আণবিক গতিশক্তির সাথে যুক্ত করে: ½m⟨v²⟩ = (3/2)kT। উত্তপ্ত করলে শক্তি যোগ হয় যা দ্রুততর এলোমেলো গতি হিসেবে প্রকাশ পায়। মূল-গড়-বর্গ বেগ v_rms আদর্শ-গ্যাস চাপ সম্পর্কে প্রবেশ করে এবং ব্যাখ্যা করে কেন উত্তপ্ত গ্যাস নির্দিষ্ট আয়তনে বেশি চাপ প্রয়োগ করে।
- KE_avg = (3/2)kT
- v_rms ∝ √T
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
তাপমাত্রা আসলে গড় আণবিক গতির মাপ। গ্যাসের পরম তাপমাত্রা দ্বিগুণ করলে সাধারণ আণবিক দ্রুতিও কি দ্বিগুণ হয়?
যে প্রত্যাশাগুলো বিবেচনা করতে হবে
- আণবিক দ্রুতিও দ্বিগুণ হয়, কারণ তাপমাত্রা ও দ্রুতি সরাসরি সমানুপাতিক।
- আণবিক দ্রুতি 2 নয়, √2 গুণ বাড়ে, কারণ দ্রুতি তাপমাত্রার বর্গমূলের ওপর নির্ভর করে।
- আণবিক দ্রুতি তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে না।
চলরাশির ভূমিকা
আপনি যা সেট করেন:
- তাপমাত্রা T (K)
আপনি যা মাপেন:
- গড় আণবিক গতিশক্তি (zJ)
- RMS গতি v_rms (m/s)
তদন্তটি কীভাবে চলে
- kinetic-sandbox প্রিসেট খুলে রিসেট চাপুন। প্রকোষ্ঠে আর্গন গ্যাস আছে (M = 0.039948 kg/mol)।
- rms-দ্রুতি ও গড়-গতিশক্তি রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালে গ্যাসের তাপমাত্রা সেট করুন এবং rms আণবিক দ্রুতি রেকর্ড করুন।
নিয়ন্ত্রক সমীকরণ
RMS আণবিক গতি — v_rms = √(3·R·T / M)
গ্যাস অণুর বর্গমূল-মধ্যমান দ্রুতি তাপমাত্রা ও মোলার ভরের উপর নির্ভর করে: v_rms = √(3RT/M)। হালকা ও উষ্ণ গ্যাসের অণু দ্রুত চলে।
গড় আণবিক গতিশক্তি — KE_avg = 3/2·kB·T
নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় ভর যাই হোক, আদর্শ গ্যাসের প্রতিটি অণুর গড় সমতলীয় গতিশক্তি একই: KE_avg = (3/2)k_BT। তাপমাত্রা মূলত এই গড় গতিরই মাপ।
প্রিন্টযোগ্য ওয়ার্কশিটে শিক্ষার্থীদের যা বের করতে বলা হয়
- একটি ট্রায়ালের জন্য R = 8.314 J/(mol·K) ও M = 0.039948 kg/mol ব্যবহার করে v_rms = √(3RT/M) নির্ণয় করুন। সারণির সাথে তুলনা করুন।
- ব্যাখ্যা করুন কেন v_rms তাপমাত্রার সরাসরি সমানুপাতিক না হয়ে তার বর্গমূলের সাথে বাড়ে।
ল্যাবের বাইরে এটি কোথায় দেখা যায়
- একই তাপমাত্রায় দুটি গ্যাসের গড় গতিশক্তি একই, কিন্তু হালকা গ্যাসের (ছোট M) v_rms বেশি। KE_avg = ½M·v_rms² এবং KE_avg কেবল T-এর উপর নির্ভরশীল — এই দুটি মিলিয়ে ব্যাখ্যা করুন।
- হিলিয়াম (M ≈ 0.004 kg/mol) বেলুন থেকে শুধু বাতাস বেরোনোর চেয়ে অনেক দ্রুত বেরিয়ে যায়। আপনার v_rms সূত্র দিয়ে ব্যাখ্যা করুন কেন হালকা গ্যাস অণু ক্ষুদ্র ছিদ্র দিয়ে দ্রুত পালায়।
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.3 Gas laws
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- গতিতত্ত্ব স্যান্ডবক্স-এ স্বাগতম
- চেম্বার নির্বাচন করুন
- প্লে চাপুন
- উচ্চতর T-তে দ্রুততর অণু
- বৈশিষ্ট্য প্যানেল খুলুন
- আপনি এটি করেছেন!
দৃশ্য সাজাতে, প্লে চাপতে এবং লাইভ পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়াল নিয়ে অন্বেষণ করতে ইন্টারঅ্যাকটিভ সিমুলেশনটি খুলুন।