ক্যালরিমিতি: গরম ও ঠান্ডার মিশ্রণ
1 · প্রত্যাশা করুন
একটি গরম অ্যালুমিনিয়াম ব্লক ঠান্ডা পানিতে ফেলা হলো। একই শুরুর তাপমাত্রায় বড় অ্যালুমিনিয়াম ব্লক (বেশি ভর) নিলে চূড়ান্ত সাম্য তাপমাত্রা বাড়ে না কমে?
- বড় গরম ব্লক চূড়ান্ত সাম্য তাপমাত্রা বাড়ায়।
- বড় গরম ব্লক চূড়ান্ত সাম্য তাপমাত্রা কমায়।
- চূড়ান্ত তাপমাত্রা অ্যালুমিনিয়াম ব্লকের ভরের ওপর নির্ভর করে না।
2 · প্রস্তুতি
- hot-cold-mix প্রিসেটটি খুলে রিসেট চাপুন। 290 K-এর 1 kg পানি (body1) 400 K-এর একটি অ্যালুমিনিয়াম ব্লকের (body2) সাথে মিশবে।
- সাম্য-তাপমাত্রা রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালে অ্যালুমিনিয়াম ব্লকের ভর সেট করুন এবং সাম্য তাপমাত্রা রেকর্ড করুন।
3 · ডেটা সংগ্রহ করুন
| অ্যালুমিনিয়ামের ভর m₂ (kg) | সাম্য তাপমাত্রা T_eq (K) |
|---|---|
| 0.30 | |
| 0.50 | |
| 0.80 |
আপনার তিনটি ট্রায়ালের জন্য অ্যালুমিনিয়ামের ভর m₂ (x-অক্ষ)-এর বিপরীতে সাম্য তাপমাত্রা T_eq (y-অক্ষ) প্লট করুন।
4 · বিশ্লেষণ করুন
- একটি ট্রায়ালের জন্য পানি m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K এবং অ্যালুমিনিয়াম c₂ = 900 J/(kg·K), T₂ = 400 K ধরে T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) নির্ণয় করুন। সারণির সাথে তুলনা করুন।
- ব্যাখ্যা করুন কেন গরম ব্লকের ভর বাড়ালে সাম্য তাপমাত্রা উপরের দিকে যায়, যদিও এর আপেক্ষিক তাপ (900 J/(kg·K)) পানির (4186 J/(kg·K)) চেয়ে অনেক কম।
5 · বিস্তার করুন
- বেশিরভাগ উপাদানের তুলনায় পানির আপেক্ষিক তাপ অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ। এই পরীক্ষণের শক্তি-সাম্য ধারণা ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করুন কেন উপকূলীয় জলবায়ুতে অভ্যন্তরীণ অঞ্চলের তুলনায় তাপমাত্রার ওঠানামা মৃদু হয়।
- অ্যালুমিনিয়াম ব্লক যে তাপ হারায় তা পানির পাওয়া তাপের সমান হওয়া উচিত (চারপাশে ক্ষতি না ধরলে শক্তি সংরক্ষণ)। একটি ট্রায়ালের জন্য প্রতিটি বস্তুতে Q = mcΔT প্রয়োগ করে তা যাচাই করুন।
এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান
ক্যালরিমিতিক সাম্য তাপমাত্রা
পরিবেশে ক্ষয় ছাড়া দুটি বস্তু তাপ বিনিময় করলে তারা একটি ওজন-গড় তাপমাত্রায় স্থির হয় — ওজন কেবল ভর নয়, প্রতিটি বস্তুর তাপ-ধারণত্ব m·c দিয়ে।