কেলভিন
SI ভিত্তি একক · রাশি: তাপগতীয় তাপমাত্রা
01 · সংজ্ঞা
কেলভিনই একমাত্র একক যা তাপমাত্রা মাপে মাপনির সত্যিকারের শুরু থেকে, কোনো সুবিধাজনক শূন্য থেকে নয়। আর একমাত্র যা শক্তির মাধ্যমে সংজ্ঞায়িত: SI-তে তাপমাত্রা হলো তাপীয় গতির শক্তি, তার বেশি কিছু নয়।
2019 সাল থেকে কেলভিন নির্ধারিত হয় বোলৎসমান ধ্রুবক স্থির করে: k = 1.380 649·10⁻²³ জুল প্রতি কেলভিন। এক কেলভিন হলো সেই তাপমাত্রা-পরিবর্তন যেখানে তাপীয় শক্তি kT ঠিক 1.380 649·10⁻²³ জুল বদলায়। এই মাপনির শূন্য কোনো সমঝোতা নয়, বরং সেই বিন্দু যেখানে তাপীয় গতি থেমে যায়।
ঋণাত্মক পরম তাপমাত্রা বলে কিছু নেই: 0 K-এ তাপীয় গতি থেমে যায়। শূন্যে পৌঁছানো অসম্ভব — তাপগতিবিদ্যার তৃতীয় সূত্র। গবেষণাগারের রেকর্ড 38 পিকোকেলভিন, কিন্তু শূন্য নয়।
02 · রূপান্তর
একটি তাপমাত্রা লিখুন — পাসপোর্ট তা রূপান্তর করবে
কেলভিনই একমাত্র তাপমাত্রা-মাপনি যেখানে SI উপসর্গের অর্থ হয়: ক্রায়োস্ট্যাটে মিলিকেলভিন, নক্ষত্রে মেগাকেলভিন। সেলসিয়াস আর ফারেনহাইটের শূন্য সরানো, তাই তারা উপসর্গও নেয় না, গুণও নেয় না — কেবল একটি সরণ ও একটি গুণক।
বাস্তবে তাপমাত্রা বোলৎসমান ধ্রুবক থেকে হিসাব করা হয় না, বরং ITS-90-এর নির্দিষ্ট বিন্দুগুলোর সঙ্গে মিলিয়ে দেখা হয়: জলের ত্রৈধ বিন্দু, টিন, দস্তা, রুপো ও সোনার জমাট বিন্দু — সতেরোটি নির্ধারিত মান।
| একক | নাম | মান | কোথায় দেখা যায় |
|---|---|---|---|
| µK | মাইক্রোকেলভিন | 2.95·10⁸ µK | লেজার শীতলীকরণ, পরমাণু ফাঁদ |
| mK | মিলিকেলভিন | 295 000 mK | ক্রায়োস্ট্যাট, কোয়ান্টাম কম্পিউটার |
| K | কেলভিন | 295 K | SI-তে তাপমাত্রার মূল লিখনরীতি |
| kK | কিলোকেলভিন | 0.295 kK | প্লাজমা, আর্ক, নক্ষত্রপৃষ্ঠ |
| MK | মেগাকেলভিন | 2.95·10⁻⁴ MK | নক্ষত্রের কেন্দ্র, সংযোজন স্থাপনা |
SI উপসর্গ কেবল কেলভিনের সঙ্গে কাজ করে: সেলসিয়াস ও ফারেনহাইটের শূন্য সরানো, তাদের উপসর্গ দেওয়া হয় না
03 · মাত্রার ক্রম
পিকোকেলভিন থেকে কোয়ার্ক–গ্লুয়ন প্লাজমা পর্যন্তঘরের তাপমাত্রা, 295 K
04 · পরিমাপ যন্ত্র
কেলভিন মাপা হয় কী দিয়ে
নিষ্ক্রিয় গ্যাসে শব্দের বেগ সরাসরি kT-র সঙ্গে বাঁধা। এই প্রাথমিক পদ্ধতিতেই বোলৎসমান ধ্রুবককে স্থির করার আগে মাপা হয়েছিল।
রোধে জনসনের তাপীয় কোলাহল kT-র সমানুপাতিক। মিলিকেলভিন থেকে হাজার হাজার কেলভিন পর্যন্ত ক্রমাঙ্কন ছাড়াই কাজ করে।
প্ল্যাঙ্কের সূত্র দিয়ে বিকিরণ-বর্ণালী থেকে তাপমাত্রা পড়ে — চুল্লি, ঢালাইয়ের ধাতু আর নক্ষত্রপৃষ্ঠ এভাবেই মাপা হয়।
জলভরা একটি অ্যাম্পুল, যেখানে বরফ, জল ও বাষ্প নিজেরাই 273.16 K ধরে রাখে। মাপনি হস্তান্তরের কার্যবিন্দু, পুনরুৎপাদনযোগ্যতা 0.1 mK।
05 · লেখার নিয়ম
শুধু K — ডিগ্রি চিহ্ন নেই, বিন্দুও নেই
«°K» চিহ্নটি 1967 সালে বাতিল হয়: কেলভিন ডিগ্রি নয়, নিজস্ব অধিকারে একটি একক, তাই লেখা হয় 300 K। প্রতীক বড় হাতের কারণ এটি পদবি; এককের নাম ছোট হাতের অক্ষরে লেখা হয়: «তিনশো কেলভিন»। SI-তে তাপমাত্রার পার্থক্য কেলভিনে লেখা হয়, এমনকি তাপমাত্রাগুলো সেলসিয়াসে দেওয়া থাকলেও।
06 · প্রতিবেশী একক
কেলভিন দাঁড়িয়ে আছে জুলের পাশে — বোলৎসমান ধ্রুবক দুটিকে সরাসরি বাঁধে। ডিগ্রি সেলসিয়াস একমাত্র লব্ধ একক যার সংজ্ঞায় কেলভিন আছে: ধাপের আকার একই, কেবল শূন্য সরানো 273.15 K-এ।
ঘরের তাপমাত্রায় kT ≈ 0.025 eV — এই মানই অর্ধপরিবাহী আর রাসায়নিক বিক্রিয়ার সীমা ঠিক করে।
07 · ঐতিহাসিক বিভাগ
পরম শূন্য কীভাবে খোঁজা হয়েছিল
উইলিয়াম টমসন এমন একটি মাপনি প্রস্তাব করেন যার শূন্য হলো তাপীয় গতির থেমে যাওয়া, আর ধাপ নেওয়া সেলসিয়াস থেকে। লেখা হতো «°A» — absolute।
পরম শূন্যের সেই একই ভাবনা, কিন্তু ফারেনহাইটের ধাপে। আমেরিকার তাপপ্রকৌশলে বেঁচে আছে: 1 K = 1.8 °Ra।
কেলভিন ছিল ত্রৈধ বিন্দুর তাপমাত্রার 1/273.16 — অর্থাৎ তা একটিমাত্র পদার্থের ধর্ম আর তার সমস্থানিক গঠনের উপর নির্ভর করত।
ডিগ্রি চিহ্ন আর «ডিগ্রি» শব্দসহ। 1967-এ বাতিল: কেলভিন ডিগ্রি নয়, নিজস্ব শূন্যসহ ভিত্তি একক।
কেলভিন জল থেকে মুক্ত হলো, কিন্তু জল কাজে রয়েই গেল
জলের ত্রৈধ বিন্দুর মাধ্যমে সংজ্ঞায় একটি অস্বস্তিকর খুঁটিনাটি ছিল: সেই বিন্দুর তাপমাত্রা সমস্থানিক গঠনের উপর নির্ভর করে — ভারী জল সাধারণ জলের চেয়ে অন্যভাবে জমে, আর সমুদ্রজলের একটি আদর্শ গঠন নির্ধারণ করতে হতো। বোলৎসমান ধ্রুবক স্থির হওয়ায় সংজ্ঞা যেকোনো পদার্থ থেকে মুক্ত হলো; তবু বাস্তবে ত্রৈধ বিন্দু কোষই খাটুনির ঘোড়া: প্রাথমিক বাস্তবায়ন ব্যয়বহুল, আর জলের অ্যাম্পুল 273.16 K পুনরুৎপাদন করে মিলিকেলভিনের দশ ভাগের এক ভাগ নির্ভুলতায়।
তালিকা · আন্তর্জাতিক একক পদ্ধতি
প্রতিটি রাশির জন্য একটি পাসপোর্ট
সাতটি ভিত্তি একক, নিজস্ব নামের বাইশটি লব্ধ একক, আর ব্যবহারের বাইরে যাওয়া পদ্ধতির মহাফেজখানা। প্রতিটি আলাদা পত্র: সংজ্ঞা, মাত্রা, রূপান্তর, যন্ত্রপাতি, লেখার নিয়ম। 36টি ভাষায়।
ভিত্তি একক
কেলভিনের পাসপোর্ট খুলুননিজস্ব নামের লব্ধ একক
পোড়ামাটির রঙে — একমাত্র যা কেলভিন দিয়ে সংজ্ঞায়িতঐতিহাসিক পদ্ধতি
লিখনরীতির মহাফেজখানাপাসপোর্টের ভাষা
36টি ভাষা। প্রতীক K ও সূত্র অনূদিত হয় না — সব ভাষা-সংস্করণে অভিন্ন; অনূদিত হয় বিবরণ, উদাহরণ আর প্রতিটি লিপির লেখার নিয়ম।