জুল
জেমস প্রেসকট জুল ম্যানচেস্টারের কাছে পারিবারিক মদের কারখানা চালাতেন আর বাড়িতে পরীক্ষা করতেন। 1845 সালে তিনি জলভরা পাত্রে পাখাওয়ালা একটি নাড়ানি নামালেন। দড়িতে ঝোলানো দুটি ভার সেটিকে ঘোরাত। ভার নামত, পাখা ঘুরত, জল গরম হতো।
গরম হওয়া ছিল খুবই সামান্য, ডিগ্রির ভগ্নাংশ। জুল তা মাপতেন এমন থার্মোমিটারে, যাতে তিনি ডিগ্রির শতভাগ আলাদা করতে পারতেন। পরীক্ষা থেকে বোঝা গেল, কাজ আর তাপ একই জিনিসের ভিন্ন রূপ। আজ কাজ, তাপ ও বৈদ্যুতিক শক্তির একক একটাই — জুল। এক জুল হলো এক নিউটন বলের এক মিটার পথে করা কাজ। একটি আপেল এক মিটার তুলতে এটুকুই লাগে।
| সংকেত | J |
| সংজ্ঞা | নিউটন-মিটার · N·m · kg·m²·s⁻² · ওয়াট-সেকেন্ড |
| নির্দেশক মান | 1 cal — 4.184 J · 1 kWh — 3.6 MJ · 1 eV — 1.602 176 634·10⁻¹⁹ J |
| চালু হল | 1889, আন্তর্জাতিক বিদ্যুৎ কংগ্রেস · তাপের জন্য — CGPM 1948 |
| মান | ISO 80000-4 · ISO 80000-5 · SI Brochure 9th ed. |
| সাধারণ মান | 1 J — আপেল এক মিটার উপরে · 400 kJ — একটি আপেল খাওয়া · 4.184 GJ — এক টন টিএনটি |
01 · সংজ্ঞা
এক মিটার পথে এক নিউটন
জুল হলো সেই কাজ, যা এক নিউটন বল করে যখন তার প্রয়োগবিন্দু বলের দিকে এক মিটার সরে। SI মূল এককে এটি কিলোগ্রাম গুণ বর্গমিটার ভাগ বর্গসেকেন্ড।
একই এককে যেকোনো শক্তি মাপা হয়: গতিশক্তি, তাপশক্তি, বৈদ্যুতিক, রাসায়নিক। এক সেকেন্ড ধরে এক ওয়াটও এক জুল। শক্তি এক রূপ থেকে অন্য রূপে যায়, কিন্তু মোট পরিমাণ একই থাকে। জুলের পরীক্ষা ঠিক এটাই দেখিয়েছিল।
তুলতে কত জুল লাগে
বস্তুটিকে মেঝে থেকে স্লাইডারে ঠিক করা উচ্চতায় তোলা হয়। মাপকাঠির বেগুনি অংশ হলো পেরোনো পথ। ড্যাশ রেখা এক মিটার। কাজ সমান ওজন গুণ উচ্চতা, আর তা বস্তুর জমা শক্তি হয়ে থাকে। ছেড়ে দিলে মেঝেতে আঘাতের সময় সেই একই জুল বেরিয়ে আসবে।
একই রাশি, তিন রকম অভ্যাস। রসায়নবিদ আর পুষ্টিবিদরা ক্যালরিতে হিসেব করেন: এক ক্যালরি এক গ্রাম জলকে এক ডিগ্রি গরম করে এবং 4.184 J-এর সমান। বিদ্যুৎ শিল্প কিলোওয়াট-ঘণ্টায় হিসেব করে: এক কিলোওয়াটের যন্ত্র এক ঘণ্টায় 3.6 MJ খরচ করে। পদার্থবিদরা লেখেন জুল। খাবারের প্যাকেটে প্রায়ই দুটো সংখ্যাই থাকে, kcal আর kJ।
জল এক ডিগ্রি গরম করতে ভার কতবার ফেলতে হবে
দুটি ভার কপিকলের উপর দিয়ে ঝোলানো দড়িতে ঝুলছে। দড়িগুলি একটি ড্রামে জড়ানো, যা তামার জলভরা পাত্রে নাড়ানি ঘোরায়। ভার 1.6 m নামে, পাখা জল ঘাঁটে, আর জল গরম হয়। তারপর ভার আবার উপরে তোলা হয়, আর নাড়ানি খুলে রাখা হয়। ডানে আতশকাচের নিচে থার্মোমিটার: দাগ 0.01 K করে। তার নিচে দুটি স্তম্ভ: বেগুনি — ভারের কাজ, কমলা — যে তাপ জলে গেছে। ধূসর অংশ — কপিকলের ঘর্ষণের ক্ষতি আর ঘরে চলে যাওয়া তাপ। «ফেলুন» বোতাম ভার একবার ছাড়ে, «20 বার» — পরপর, জুলের মতো।
ভারগুলি কয়েকবার ফেলুন আর দেখুন জল কতটা গরম হয়।
02 · রূপান্তর
| একক | মান | কোথায় দেখা যায় |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
প্যাকেটের খাবারের «ক্যালরি» আসলে কিলোক্যালরি, 4.184 kJ।
এক কিলোওয়াট-ঘণ্টা হলো 36 লক্ষ জুল। এক লিটার জল প্রায় দশবার ফোটাতে কেটলি এটুকু খরচ করে।
ইলেকট্রনভোল্ট হলো এক ভোল্ট বিভব পার্থক্য পেরোনো ইলেকট্রনের শক্তি। পরমাণু আর ফোটনের জন্য এটি দরকার।
03 · মাত্রার ক্রম
04 · মাপার যন্ত্র
05 · লেখার নিয়ম
06 · প্রতিবেশী একক
07 · ঐতিহাসিক অংশ
ক্যালরি কয়েক রকম, আর সবগুলি আলাদা। তাপরাসায়নিক ক্যালরি ঠিক 4.184 J। জলীয় বাষ্পের সারণি থেকে আসা আন্তর্জাতিক ক্যালরি ঠিক 4.1868 J। পনেরো ডিগ্রির ক্যালরি, যা এক গ্রাম জলকে 14.5 থেকে 15.5 °C পর্যন্ত গরম করে, প্রায় 4.1855 J। পার্থক্য এক শতাংশের কম, তবে নিখুঁত হিসেবে তা চোখে পড়ে।
তাই 1948 সালে ওজন ও পরিমাপ বিষয়ক সাধারণ সম্মেলন তাপ জুলে মাপার সিদ্ধান্ত নেয়, আর ক্যালরিকে অতীতে রেখে দেয়। জুল কিলোগ্রাম, মিটার আর সেকেন্ড দিয়ে সংজ্ঞায়িত এবং জলের ধর্মের উপর নির্ভর করে না। জুলের নিজের পরীক্ষায় প্রতি ব্রিটিশ তাপ এককে 772 ফুট-পাউন্ড পাওয়া গিয়েছিল, প্রতি ক্যালরিতে প্রায় 4.15 J। আজকের মান থেকে তফাত এক শতাংশেরও কম।
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 →