তাপ স্থানান্তরের প্রকার: তাপ স্থানান্তর সহগ

2025 লেখক: Howard Calhoun | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2025-01-24 13:12

যেকোন বস্তুগত দেহে তাপের মতো বৈশিষ্ট্য থাকে, যা বাড়তে বা কমতে পারে। তাপ একটি বস্তুগত পদার্থ নয়: একটি পদার্থের অভ্যন্তরীণ শক্তির অংশ হিসাবে, এটি অণুর গতিবিধি এবং মিথস্ক্রিয়ার ফলে উদ্ভূত হয়। যেহেতু বিভিন্ন পদার্থের তাপ ভিন্ন হতে পারে, তাই একটি গরম পদার্থ থেকে কম তাপযুক্ত পদার্থে তাপ স্থানান্তর করার একটি প্রক্রিয়া রয়েছে। এই প্রক্রিয়াটিকে তাপ স্থানান্তর বলা হয়। আমরা এই নিবন্ধে প্রধান ধরনের তাপ স্থানান্তর এবং তাদের ক্রিয়াকলাপের প্রক্রিয়াগুলি বিবেচনা করব৷

তাপ স্থানান্তর নির্ধারণ

তাপ স্থানান্তর, বা তাপমাত্রা স্থানান্তর প্রক্রিয়া, পদার্থের ভিতরে এবং একটি পদার্থ থেকে অন্য পদার্থ উভয়ই ঘটতে পারে। একই সময়ে, তাপ স্থানান্তরের তীব্রতা মূলত পদার্থের শারীরিক বৈশিষ্ট্য, পদার্থের তাপমাত্রা (যদি বেশ কয়েকটি পদার্থ তাপ স্থানান্তরে অংশগ্রহণ করে) এবং পদার্থবিজ্ঞানের আইনের উপর নির্ভর করে। তাপ স্থানান্তর একটি প্রক্রিয়া যা সর্বদা একতরফাভাবে এগিয়ে যায়। তাপ স্থানান্তরের প্রধান নীতি হল যে উষ্ণতম শরীর সর্বদা একটি কম তাপমাত্রার বস্তুকে তাপ দেয়। উদাহরণস্বরূপ, কাপড় ইস্ত্রি করার সময়, একটি গরম লোহাট্রাউজার্স উষ্ণতা দেয়, এবং তদ্বিপরীত না. তাপ স্থানান্তর একটি সময়-নির্ভর ঘটনা যা মহাকাশে তাপের অপরিবর্তনীয় বিতরণকে চিহ্নিত করে৷

তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়া

পদার্থের তাপীয় মিথস্ক্রিয়া প্রক্রিয়া বিভিন্ন রূপ নিতে পারে। প্রকৃতিতে তিন ধরনের তাপ স্থানান্তর রয়েছে:

1. তাপ পরিবাহিতা হল শরীরের এক অংশ থেকে অন্য অংশে বা অন্য বস্তুতে আন্তঃআণবিক তাপ স্থানান্তরের একটি প্রক্রিয়া। সম্পত্তিটি বিবেচনাধীন পদার্থের তাপমাত্রার অসামঞ্জস্যতার উপর ভিত্তি করে।
2. পরিচলন - তরল মিডিয়ার মধ্যে তাপ বিনিময় (তরল, বায়ু)।
3. বিকিরণ ক্রিয়া হল উত্তপ্ত এবং উত্তপ্ত দেহ (উৎস) থেকে একটি ধ্রুবক বর্ণালী সহ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ আকারে তাদের শক্তির কারণে তাপ স্থানান্তর।

আসুন আরও বিশদে তাপ স্থানান্তরের তালিকাভুক্ত প্রকারগুলি বিবেচনা করি৷

তাপ পরিবাহিতা

প্রায়শই, কঠিন পদার্থে তাপ পরিবাহিতা পরিলক্ষিত হয়। যদি, যে কোনও কারণের প্রভাবে, একই পদার্থে বিভিন্ন তাপমাত্রার অঞ্চলগুলি উপস্থিত হয়, তবে গরম অঞ্চল থেকে তাপ শক্তি ঠান্ডায় চলে যাবে। কিছু ক্ষেত্রে, এই ঘটনাটি এমনকি চাক্ষুষভাবে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি আমরা একটি ধাতব রড গ্রহণ করি, বলুন, একটি সুই, এবং এটিকে আগুনে গরম করি, তবে কিছু সময় পরে আমরা দেখতে পাব কীভাবে তাপ শক্তি সুচের মাধ্যমে স্থানান্তরিত হয়, একটি নির্দিষ্ট অঞ্চলে একটি আভা তৈরি করে। একই সময়ে, যেখানে তাপমাত্রা বেশি, সেখানে আভা আরও উজ্জ্বল এবং বিপরীতভাবে, যেখানে টি কম, এটি গাঢ়। দুটি দেহের মধ্যেও তাপ সঞ্চালন লক্ষ্য করা যায় (এক মগ গরম চা এবং একটি হাত)

তাপ প্রবাহ স্থানান্তরের তীব্রতা অনেক কারণের উপর নির্ভর করে, যার অনুপাত ফরাসি গণিতবিদ ফুরিয়ার দ্বারা প্রকাশিত হয়েছিল। এই কারণগুলির মধ্যে প্রাথমিকভাবে তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট (রডের প্রান্তে তাপমাত্রার পার্থক্যের অনুপাত এক প্রান্ত থেকে অন্য প্রান্তের দূরত্বের অনুপাত), শরীরের ক্রস-বিভাগীয় এলাকা এবং তাপ পরিবাহিতা সহগ (এটি সমস্ত পদার্থের জন্য আলাদা, তবে ধাতুগুলিতে সর্বোচ্চ পরিলক্ষিত হয়)। তাপ পরিবাহিতার সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য সহগ তামা এবং অ্যালুমিনিয়ামে পরিলক্ষিত হয়। এটা আশ্চর্যজনক নয় যে এই দুটি ধাতু প্রায়শই বৈদ্যুতিক তারের তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। ফুরিয়ার আইন অনুসরণ করে, এই পরামিতিগুলির একটি পরিবর্তন করে তাপ প্রবাহ বৃদ্ধি বা হ্রাস করা যেতে পারে।

পরিচলন প্রকারের তাপ স্থানান্তর

পরিচলন, যা প্রধানত গ্যাস এবং তরলগুলির বৈশিষ্ট্যযুক্ত, এর দুটি উপাদান রয়েছে: আন্তঃআণবিক তাপ পরিবাহিতা এবং মাধ্যমের চলাচল (বন্টন)। পরিচলনের ক্রিয়াকলাপের প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ ঘটে: একটি তরল পদার্থের তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে, এর অণুগুলি আরও সক্রিয়ভাবে চলতে শুরু করে এবং স্থানিক সীমাবদ্ধতার অনুপস্থিতিতে, পদার্থের আয়তন বৃদ্ধি পায়। এই প্রক্রিয়ার পরিণতি হবে পদার্থের ঘনত্ব এবং এর ঊর্ধ্বগামী চলাচলের হ্রাস। পরিচলনের একটি আকর্ষণীয় উদাহরণ হল একটি ব্যাটারি থেকে সিলিং পর্যন্ত রেডিয়েটর দ্বারা উত্তপ্ত বাতাসের চলাচল৷

বিনামূল্যে এবং জোরপূর্বক সংবহনশীল ধরনের তাপ স্থানান্তরের মধ্যে পার্থক্য করুন। মুক্ত প্রকারে তাপ স্থানান্তর এবং ভর চলাচল পদার্থের ভিন্নতার কারণে ঘটে, অর্থাৎ গরম তরল ঠান্ডা প্রাকৃতিক থেকে উপরে উঠে যায়।বাহ্যিক শক্তি দ্বারা প্রভাবিত না হয়ে উপায় (যেমন কেন্দ্রীয় গরম সহ একটি ঘর গরম করা)। জোরপূর্বক সংবহনের সাথে, ভরের চলাচল বাহ্যিক শক্তির প্রভাবে ঘটে, উদাহরণস্বরূপ, চামচ দিয়ে চা নাড়তে।

উজ্জ্বল তাপ স্থানান্তর

তেজস্ক্রিয় বা বিকিরণকারী তাপ স্থানান্তর অন্য বস্তু বা পদার্থের সংস্পর্শ ছাড়াই ঘটতে পারে, তাই এটি বায়ুবিহীন স্থানেও (শূন্যস্থান) সম্ভব। বিকিরণকারী তাপ স্থানান্তর একটি বৃহত্তর বা কম পরিমাণে সমস্ত দেহের অন্তর্নিহিত এবং একটি অবিচ্ছিন্ন বর্ণালী সহ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ আকারে নিজেকে প্রকাশ করে। এর একটি প্রধান উদাহরণ হল সূর্য। কর্মের প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ: শরীর ক্রমাগত একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ তার চারপাশের স্থানটিতে বিকিরণ করে। যখন এই শক্তি অন্য বস্তু বা পদার্থে আঘাত করে, তখন এর কিছু অংশ শোষিত হয়, দ্বিতীয় অংশটি অতিক্রম করে এবং তৃতীয় অংশটি পরিবেশে প্রতিফলিত হয়। যেকোনো বস্তু তাপ বিকিরণ এবং শোষণ উভয়ই করতে পারে, যখন অন্ধকার পদার্থ আলোর চেয়ে বেশি তাপ শোষণ করতে সক্ষম।

সম্মিলিত তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়া

প্রকৃতিতে, তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়ার ধরন খুব কমই আলাদাভাবে পাওয়া যায়। অনেক সময় তাদের একসঙ্গে দেখা যায়। তাপগতিবিদ্যায়, এই সংমিশ্রণগুলির এমনকি নাম রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, তাপ পরিবাহিতা + পরিচলন হল পরিবাহী তাপ স্থানান্তর, এবং তাপ পরিবাহিতা + তাপ বিকিরণকে বিকিরণ-পরিবাহী তাপ স্থানান্তর বলা হয়। এছাড়াও, এই ধরনের সম্মিলিত তাপ স্থানান্তর রয়েছে যেমন:

• তাপ অপচয় -একটি গ্যাস বা তরল এবং একটি কঠিন মধ্যে তাপ শক্তির চলাচল।
• তাপ স্থানান্তর হল যান্ত্রিক বাধার মাধ্যমে একটি বস্তু থেকে অন্য পদার্থে টি স্থানান্তর।
• পরিচলন এবং তাপীয় বিকিরণ একত্রিত করে সংবহনশীল-উজ্জ্বল তাপ স্থানান্তর গঠিত হয়।

প্রকৃতিতে তাপ স্থানান্তরের প্রকার (উদাহরণ)

প্রকৃতিতে তাপ স্থানান্তর একটি বিশাল ভূমিকা পালন করে এবং এটি সূর্যের রশ্মি দ্বারা পৃথিবীকে উত্তপ্ত করার মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়। বিস্তৃত পরিচলন স্রোত, যেমন বায়ু ভরের চলাচল, মূলত আমাদের গ্রহ জুড়ে আবহাওয়া নির্ধারণ করে।

পৃথিবীর মূলের তাপ পরিবাহিতা গিজারের আবির্ভাব এবং আগ্নেয় শিলার অগ্ন্যুৎপাতের দিকে পরিচালিত করে। এগুলি বিশ্বব্যাপী তাপ স্থানান্তরের কয়েকটি উদাহরণ মাত্র। একসাথে, তারা আমাদের গ্রহে জীবন টিকিয়ে রাখার জন্য প্রয়োজনীয় পরিবাহী তাপ স্থানান্তর এবং বিকিরণশীল-পরিবাহী ধরনের তাপ স্থানান্তর গঠন করে৷

নৃতাত্ত্বিক কার্যকলাপে তাপ স্থানান্তরের ব্যবহার

তাপ প্রায় সমস্ত উত্পাদন প্রক্রিয়ার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। এটা বলা কঠিন যে কোন ধরনের তাপ বিনিময় মানুষ জাতীয় অর্থনীতিতে সবচেয়ে বেশি ব্যবহার করে। সম্ভবত তিনটি একই সময়ে। তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়াগুলি ধাতু গলানোর জন্য ব্যবহৃত হয়, যা দৈনন্দিন জিনিসপত্র থেকে মহাকাশযান পর্যন্ত বিস্তৃত পণ্য তৈরি করে৷

সভ্যতার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ তাপীয় ইউনিটগুলি তাপ শক্তিকে দরকারী শক্তিতে রূপান্তর করতে সক্ষম। মধ্যেএগুলিকে পেট্রল, ডিজেল, কম্প্রেসার, টারবাইন ইউনিট বলা যেতে পারে। তাদের কাজের জন্য, তারা বিভিন্ন ধরনের তাপ স্থানান্তর ব্যবহার করে।