তাপদ্রব
মিউনিখ, 1798। কাউন্ট রামফোর্ড অস্ত্রাগারে কামানের নল ছেঁদা হতে দেখেন এবং এক হিসাবের প্রশ্ন তোলেন। তাপ যদি ধাতুতে ছড়িয়ে থাকা কোনো পদার্থ হয়, তবে তার ভাণ্ডার সীমিত, আর ছেঁদা করা একদিন গরম করা থামাবে। তিনি একটি ভোঁতা তুরপুন নেন, নলটি জলের বাক্সে রাখেন, আর আড়াই ঘণ্টা পরে জল ফোটে। জল বদলান — আবার ফোটে।
তাপদ্রব ছিল এক ভরহীন পদার্থ, যাকে লাভোয়াজিয়ে তাঁর মৌলিক পদার্থের তালিকায় রেখেছিলেন। মনে করা হত, এটি গরম থেকে ঠান্ডার দিকে বয় এবং এই সময়ে সংরক্ষিত থাকে। এর পরিমাণ ক্যালোরিতে মাপা হত: এক ক্যালোরি এক গ্রাম জলকে এক ডিগ্রি গরম করে। এই তত্ত্ব তাপধারকত্বের সঠিক সারণি দিয়েছে, এমনকি কার্নোর তাপ ইঞ্জিনের তত্ত্বও। কিন্তু রামফোর্ডের পরীক্ষা দেখাল, যতক্ষণ কার্য করা হয়, তাপ অফুরন্ত পাওয়া যায়।
| সংকেত | caloric · calorique · মাপ cal |
| কীভাবে হিসাব হত | গলা বরফের ভর আর জলের গরম হওয়া থেকে · Q = c·m·ΔT |
| কী ধরে নেওয়া হত | সংরক্ষণ: এক বস্তু থেকে যতটা গেল, অন্য বস্তুতে ততটাই এল |
| প্রবর্তন ও পরিত্যাগ | calorique — লাভোয়াজিয়ে, 1789 · রামফোর্ডের পরীক্ষা — 1798 · যান্ত্রিক তুল্যাঙ্ক — জুল, 1843—1850 |
| আজকের লিখনরীতি | তাপ শক্তির এক রূপ, জুলে · 1 cal = 4.184 J · ISO 80000-5 |
| সাধারণ মান | 79.7 cal — এক গ্রাম বরফ গলানো · 540 cal — এক গ্রাম জল বাষ্প করা · 2000 kcal — দিনের খাবার |
01 · সংজ্ঞা
তাপের ভরহীন তরল
আঠারো শতকের শেষের ব্যবস্থা অনুযায়ী তাপদ্রব বস্তুর মধ্যে থাকে এবং গরম বস্তু থেকে ঠান্ডা বস্তুর দিকে বয়। এর কণাগুলি পরস্পরকে বিকর্ষণ করে — তাই তাপ ছড়িয়ে পড়ে আর গরম হলে বস্তু প্রসারিত হয়। বিভিন্ন পদার্থ তাপদ্রব বিভিন্ন পরিমাণে ধরে: লোহার এক ডিগ্রি গরম হতে জলের চেয়ে দশ গুণ কম লাগে।
ব্ল্যাকের লীন তাপেরও ব্যাখ্যা মিলল: গলতে থাকা বরফ তাপদ্রব নেয় কিন্তু গরম হয় না, তাই এটি বাঁধা রূপে ঢোকে। ব্যবস্থার পুরো হিসাব একটি অনুমানের ওপর দাঁড়িয়ে ছিল — তাপদ্রব সংরক্ষিত থাকে। ঠিক সেটিই ছাড়তে হল। তাপধারকত্বের সূত্রগুলি বহাল রইল; শুধু তাপকে এখন শক্তি হিসেবে গোনা হয়।
দাঁড়িপাল্লায় তাপ, থার্মোমিটার ছাড়া
মাঝখানে বরফের কক্ষে একটি গরম নমুনা; তার রং তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে। ফিরোজা রঙে বরফ আর গলা জল, যা নিচের পেয়ালায় গড়িয়ে পড়ে — তাপ বেরোয় তারই ভর থেকে। বাইরের আবরণও বরফের, পরীক্ষাকে ঘরের উষ্ণতা থেকে আগলায়। অ্যাম্বার বিন্দুগুলি তাপদ্রব, যেমন কল্পনা করা হত: নমুনা শূন্যে ঠান্ডা না হওয়া পর্যন্ত এটি নমুনা থেকে বরফে যায়।
তাপদ্রব কীভাবে সব ব্যাখ্যা করত — যতক্ষণ না ছেঁদা শুরু হল
এখানে তাপদ্রব আঁকা হয়েছে যেমন কল্পনা করা হত: এক ভরহীন তরলের 260টি অ্যাম্বার কণা। প্রথম তিন পরীক্ষায় তাদের সংখ্যা বদলায় না; তারা শুধু অন্য বস্তুতে বয়ে যায়, বস্তুকে প্রসারিত করে বা গলতে থাকা বরফে লুকোয়। ফাঁপা বৃত্ত বাঁধা তাপদ্রব, ফিরোজা স্তর বরফ। চতুর্থ পরীক্ষায় তুরপুন শূন্য থেকে নতুন কণা জন্ম দেয়, সাদা — আর হিসাব মেলে না। স্লাইডার পরীক্ষা চালায়; দৃশ্যের নিচের সংখ্যাগুলি সে যুগের মতো ক্যালোরিতে গোনা হয়।
যে নল ঠান্ডা হত না
মাঝখানে অস্ত্রাগারের ছেঁদা করার যন্ত্র। ঘোড়ারা বৃত্তে হাঁটে; তাদের ঘানিকল একটি বড় চাকা ও ছোট গিয়ারের মাধ্যমে ব্রোঞ্জের নল ঘোরায়। নলটি জলের বাক্সে দাঁড়িয়ে, আর একটি ভোঁতা তুরপুন তার ছিদ্রে চাপ দেয়। বেগুনি রঙে যান্ত্রিক কার্য: সঞ্চালন, অক্ষদণ্ড, ঘোড়ার ক্ষমতা। অ্যাম্বার রঙে ঘর্ষণের জায়গায় জন্মানো তাপ: কণাগুলি তুরপুন থেকে জলের মধ্য দিয়ে ওঠে। ফিরোজা রঙে জল আর তার তাপমাত্রা। ডানদিকে একটি পর্দা জলের গরম হওয়া লেখে, তার নিচে তাপদ্রবের হিসাব। তত্ত্ব অনুযায়ী নলে তাপদ্রবের ভাণ্ডার সীমিত। পট্টিটি দেখায় এই ভাণ্ডারের কতটা এর মধ্যে শেষ হয়ে যাওয়ার কথা। সময় 120 গুণ দ্রুত চলে: এক সেকেন্ড দুই মিনিট। 20 s কিছু না ছুঁলে পরীক্ষা নিজে থেকেই চলতে শুরু করে।
—
02 · রূপান্তর
| {n} | {v} | {note} |
ক্যালোরি অনেক রকম। তাপরাসায়নিক ক্যালোরি ঠিক 4.184 J, আন্তর্জাতিক 4.1868 J, পনেরো ডিগ্রির ক্যালোরি 4.1855 J। পার্থক্য শতাংশের দশমাংশের মতো। সূক্ষ্ম কাজে ক্যালোরির ধরন বলা হয় — অথবা ভালো হয় সোজা জুলে লেখা।
বরফ আর ফুটন্ত জলের গ্রাম ছিল সে যুগের মাপ: তাপ এভাবেই চোখে পড়ত। এক গ্রাম বরফ গলাতে লাগে 79.7 cal, 100 °C-এ এক গ্রাম জল বাষ্প করতে প্রায় 540 cal। ভাপ ফুটন্ত জলের চেয়ে বেশি পোড়ায় ঠিক এই 540-এর জন্য।
03 · মাত্রার ক্রম
04 · মাপার যন্ত্র
05 · লেখার নিয়ম
06 · প্রতিবেশী একক
তাপদ্রব চলে গেছে, কিন্তু উত্তরাধিকার রেখে গেছে। কার্নো তাপদ্রবকে সংরক্ষিত ধরে তাপ ইঞ্জিনের সীমা বের করেছিলেন — আর সূত্রটি আজও সঠিক। কার্য আর তাপ একই রাশি প্রমাণিত হল, আর তাপ ও তাপমাত্রার অনুপাত থেকে জন্ম নিল এনট্রপি।
07 · ঐতিহাসিক অংশ
তাপদ্রবের তত্ত্ব একটি মাপও নষ্ট করেনি: ক্যালোরিমিটার মাপত স্থানান্তরিত তাপ, কোনো পদার্থ নয়। তাই লাভোয়াজিয়ে ও লাপ্লাসের তাপধারকত্বের সারণি তত্ত্বের পরেও টিকে রইল। শুধু সংরক্ষণের অনুমান বাদ গেল; মাপ — ক্যালোরি — রয়ে গেল।
ক্যালোরির সংজ্ঞা দেওয়া হত জলের মাধ্যমে, আর তার কয়েকটি রূপ ছিল: 15 °C-এর, 0 থেকে 100 °C-এর গড়, আন্তর্জাতিক। 1948 সালে ওজন ও পরিমাপের সাধারণ সম্মেলন তাপকে জুলে প্রকাশের সুপারিশ করে। ক্যালোরি রয়ে গেল খাবারের প্যাকেটে আর পুরোনো পুস্তিকায়।
রাশির তালিকা
পুরো তালিকা →SI-এর সাতটি মৌলিক একক
এক ফোঁটা অম্ল রসের রং বদলে দেয়, লবণ শিখাকে রাঙায়, জল একটি টোকায় জমে যায়। তাদের নিচে Simetrium-এর সব পাতা, বিষয় অনুযায়ী ও বর্ণানুক্রমে।
তালিকা খুলুন →