পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে পদার্থের যে ধর্মের পরিবর্তন হয় এবং যে পরিবর্তন সূক্ষ্মভাবে পরিমাপ করে তাপমাত্রা নির্ণয় করা যায়, তাকে তাপমাত্রিক ধর্ম বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তাপমাত্রা মাপার জন্য যে পদার্থ ব্যবহার করা হয় তা তাপমাত্রিক পদার্থ এবং ঐ পদার্থের যে ধর্মের পরিবর্তন মেপে তাপমাত্রা নির্ণয় করা হয় তা তাপমাত্রিক ধর্ম। গ্যাস থার্মোমিটারে গ্যাস আবদ্ধ পাত্রে নির্দিষ্ট আয়তনে রাখা হয়। তাপমাত্রা পরিবর্তন হলে গ্যাসের চাপ পরিবর্তিত হয় এবং এই চাপ মেপে তাপমাত্রা নির্ণয় করা হয়। তাই এখানে গ্যাস হলো তাপমাত্রিক পদার্থ এবং নির্দিষ্ট আয়তনে গ্যাসের চাপ হলো তাপমাত্রিক ধর্ম।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর পারদ কলামের দৈর্ঘ্য তাপমাত্রার সাথে সমভাবে বাড়ে ধরলে, নিম্ন স্থিরাঙ্কে দৈর্ঘ্য $l_0 = 4\ \mathrm{cm}$ ($0^{\circ}\mathrm{C}$), ঊর্ধ্ব স্থিরাঙ্কে দৈর্ঘ্য $l_{100} = 24\ \mathrm{cm}$ ($100^{\circ}\mathrm{C}$) এবং অজানা তাপমাত্রায় দৈর্ঘ্য $l = 10\ \mathrm{cm}$। তাপমাত্রা $T$ হলে, $\frac{T - 0}{100 - 0} = \frac{l - l_0}{l_{100} - l_0}$। বা, $\frac{T}{100} = \frac{10-4}{24-4} = \frac{6}{20}$। বা, $T = 100 \times 0.3 = 30^{\circ}\mathrm{C}$। অতএব, অজানা তাপমাত্রা $30^{\circ}\mathrm{C}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর প্রতিটি তাপমাত্রিক পদার্থ সব তাপমাত্রা পরিসরে কার্যকর নয়, তাই খুব বেশি বা কম তাপমাত্রা মাপতে বিশেষ যন্ত্র দরকার। চুল্লির তাপমাত্রা $800^{\circ}\mathrm{C}$। পারদ প্রায় $357^{\circ}\mathrm{C}$ তাপমাত্রায় ফুটে যায় এবং অ্যালকোহল আরো কম তাপমাত্রায় বাষ্পে পরিণত হয়, তাই কাচের পারদ বা অ্যালকোহল থার্মোমিটার দিয়ে $800^{\circ}\mathrm{C}$ মাপা সম্ভব নয়। আবার হিমাগারের তাপমাত্রা $-150^{\circ}\mathrm{C}$ এ পারদ জমে কঠিন হয়ে যায় (পারদের হিমাঙ্ক প্রায় $-39^{\circ}\mathrm{C}$), ফলে পারদ থার্মোমিটার অচল। থার্মোকাপলে দুটি ভিন্ন ধাতুর সংযোগস্থলে তাপমাত্রা পরিবর্তনে ইএমএফ তৈরি হয় এবং তা মেপে তাপমাত্রা নির্ণয় করা যায়। এটি $-200^{\circ}\mathrm{C}$ থেকে $1000^{\circ}\mathrm{C}$ পর্যন্ত তাপমাত্রা মাপতে পারে। যেহেতু $-150^{\circ}\mathrm{C}$ এবং $800^{\circ}\mathrm{C}$ উভয়ই এই পরিসরের মধ্যে পড়ে, তাই থার্মোকাপল দিয়েই চুল্লি ও হিমাগার দুটির তাপমাত্রা নির্ভুলভাবে মাপা সম্ভব। অতএব, থার্মোকাপলই সবচেয়ে উপযোগী।