ভূপৃষ্ঠে বাতাসের চাপ 1 atm। উচ্চতার সাথে বাতাসের চাপ নি…

পদার্থ বিজ্ঞান • পদার্থের অবস্থা ও চাপ

ভূপৃষ্ঠে বাতাসের চাপ 1 atm। উচ্চতার সাথে বাতাসের চাপ নিচের সারণি অনুযায়ী সুষমভাবে কমে। একটি পর্বতারোহী দল 5 km উচ্চতার ক্যাম্পে অবস্থান করছে। একটি যাত্রীবাহী বিমান ভূপৃষ্ঠ থেকে 10 km উচ্চতা দিয়ে উড়ে যাচ্ছে। বিমানের পাইলট জ্বালানি বাঁচানোর জন্য ভাবলেন, আরও উপরে 25 km উচ্চতা দিয়ে উড়লে বাতাসের ঘর্ষণ আরও কমে যাবে। (ধরো, বাতাসে অক্সিজেনের পরিমাণ বাতাসের চাপের সমানুপাতিক)

উচ্চতা (km)	0	5	10	15	20	25
বাতাসের চাপ (atm)	1.0	0.8	0.6	0.4	0.2	0

ক)
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কাকে বলে?
(1)
খ)
উচ্চতা বাড়লে বাতাসের চাপ কমে যায় কেন? ব্যাখ্যা করো।
(2)
গ)
ভূপৃষ্ঠে বাতাসে অক্সিজেনের পরিমাণ 100 একক হলে উদ্দীপকের সারণি অনুযায়ী 15 km উচ্চতায় বাতাসের চাপ কত Pa এবং অক্সিজেনের পরিমাণ কত একক হবে? $[1\,\mathrm{atm}=1.013\times10^{5}\,\mathrm{Pa}]$
(3)
ঘ)
পাইলটের ধারণা অনুযায়ী 25 km উচ্চতায় ওড়া কি সম্ভব? উদ্দীপকের তথ্য ব্যবহার করে 10 km উচ্চতার সাথে তুলনা করে বিশ্লেষণ করো।
(4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর পৃথিবীর পৃষ্ঠের ওপর বায়ুমণ্ডলের বাতাসের স্তম্ভের ওজনের কারণে একক ক্ষেত্রফলে যে বল কাজ করে, তাকে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বলে।
খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর পৃথিবীর পৃষ্ঠে বাতাসের চাপ আসে এর ওপরের বাতাসের স্তম্ভের ওজন থেকে। আমরা যত ওপরে উঠি, আমাদের ওপরের বাতাসের স্তম্ভের উচ্চতা কমে যায় এবং তার ওজনও কমে যায়। তাছাড়া বাতাস সংকোচনশীল বলে ভূপৃষ্ঠের কাছে বাতাস বেশি সংকুচিত থাকে, ফলে ঘনত্ব বেশি থাকে; ওপরে উঠলে ঘনত্বও কমে যায়। এ কারণে উচ্চতা বাড়লে বাতাসের চাপ কমে যায়।
গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর সারণি থেকে 15 km উচ্চতায় বাতাসের চাপ $= 0.4\,\mathrm{atm}$

Pa এককে চাপ $= 0.4\times1.013\times10^{5}\,\mathrm{Pa} = 4.052\times10^{4}\,\mathrm{Pa}$

অক্সিজেনের পরিমাণ চাপের সমানুপাতিক। ভূপৃষ্ঠে চাপ $1\,\mathrm{atm}$ এ অক্সিজেন 100 একক হলে $0.4\,\mathrm{atm}$ এ অক্সিজেন $= 100\times\frac{0.4}{1.0} = 40$ একক।

অতএব, 15 km উচ্চতায় বাতাসের চাপ $4.052\times10^{4}\,\mathrm{Pa}$ এবং অক্সিজেনের পরিমাণ 40 একক।
ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর উদ্দীপকের সারণি অনুযায়ী 10 km উচ্চতায় বাতাসের চাপ $0.6\,\mathrm{atm}$ , অর্থাৎ ভূপৃষ্ঠের চাপের 60%। অক্সিজেন চাপের সমানুপাতিক হওয়ায় সেখানে অক্সিজেনও ভূপৃষ্ঠের 60% আছে। ভূপৃষ্ঠের তুলনায় বাতাসের ঘনত্ব কম বলে ঘর্ষণও কম, আবার ইঞ্জিনের জ্বালানি জ্বালানোর জন্য প্রয়োজনীয় অক্সিজেনও পাওয়া যায়। তাই বিমান এই উচ্চতায় ওড়ে।

25 km উচ্চতায় সারণি অনুযায়ী বাতাসের চাপ $0\,\mathrm{atm}$ । অর্থাৎ বাতাসের ঘনত্ব প্রায় শূন্য, ঘর্ষণ খুবই কম, কিন্তু অক্সিজেনও প্রায় নেই। অক্সিজেন ছাড়া ইঞ্জিনে জ্বালানি জ্বলবে না, ফলে ইঞ্জিন কাজ করবে না এবং বিমান উড়তে পারবে না। এছাড়া যাত্রীদের শ্বাস নেওয়ার জন্যও বাতাস থাকবে না।

অতএব, ঘর্ষণ কমার সুবিধা পাওয়া গেলেও অক্সিজেনের অভাবে 25 km উচ্চতায় ওড়ার পাইলটের ধারণা সঠিক নয়; 10 km উচ্চতাই বিমানের জন্য উপযুক্ত।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করো ওয়েবে খুলো

পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা