পরম শূন্য উষ্ণতা মাধ্যমিক ভৌত বিজ্ঞানের একটি খুবই গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।প্রায় প্রতি বছর পরমশূন্য উষ্ণতা থেকে কমপক্ষে একটি প্রশ্ন পরীক্ষায় আসে।আজকের পর্বে আমরা পরমশূন্য উষ্ণতা সম্পর্কিত সমস্ত প্রশ্ন উত্তর সহ আলোচনা করব।
পরম শূন্য উষ্ণতা কি বা কাকে বলে?
চার্লসের সূত্রানুযায়ী, স্থির চাপে -273°C উষ্ণতায় যে-কোনো গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যাবে। এই উষ্ণতাকে পরম শূন্য উষ্ণতা বা Absolute zero temperature বলা হয়।সূক্ষ্মভাবে পরিমাপ করলে পরম শূন্য উষ্ণতার মান হয় -273.15°C। ফারেনহাইট স্কেলে পরম শূন্য উষ্ণতার মান -459.4°F। যদিও বাস্তবে এরূপ ঘটে না কারণ এই উষ্ণতায় পৌঁছানোর অনেক আগেই গ্যাস তরলে পরিণত হয়, আর তরলের ক্ষেত্রে চার্লসের সূত্র প্রযোজ্য হয় না।
পরম শূন্য উষ্ণতাকে পরম বলা হয় কেন ?
চার্লসের সূত্র থেকে পরম শূন্য উষ্ণতার যে ধারণা পাওয়া যায় তা গ্যাসের প্রকৃতি, ভর, আয়তন বা অন্য কোনো ভৌত অবস্থার ওপর নির্ভরশীল নয়। যে-কোনো গ্যাসের ক্ষেত্রেই এটি প্রযোজ্য। এর চেয়ে কম উষ্ণতা বাস্তবে পাওয়া সম্ভব নয়। পরম উষ্ণতার ধারণা অনেক বেশি বিজ্ঞানসম্মত ও সর্বজনীন। এইসব কারণে পরম শূন্য উষ্ণতাকে পরম বলা হয়।সেলসিয়াস স্কেলের সঙ্গে কেলভিন স্কেলের সম্পর্ক লেখো।
সেলসিয়াস স্কেলে কোনো বস্তুর উষ্ণতার পাঠ t°C হলে পরম স্কেলে ওই উষ্ণতার পাঠ, T = (273 + t) K হবে।
উষ্ণতার পরম স্কেল কাকে বলে?
বিজ্ঞানী কেলভিন তাপমাত্রার একটি নতুন স্কেল প্রবর্তন করেন যার শূন্য বিন্দু ধরা হয় পরম শূন্য উষ্ণতা কে অর্থাৎ -273°C-কে । এই স্কেল অনুযায়ী প্রতি ডিগ্রির মান ধরা হয় 1 ডিগ্রি সেলসিয়াস । উষ্ণতার এই স্কেলকে বলা হয় পরম স্কেল।উষ্ণতার পরম স্কেল ও পরম শূন্য উষ্ণতার মধ্যে সম্পর্ক হল, পরমশূন্য উষ্ণতায় আসলে উষ্ণতার পরম স্কেলের নিম্ন স্থিরাঙ্ক।
পরম স্কেলের উষ্ণতার একককে K (কেলভিন) দ্বারা এবং উষ্ণতাকে T অক্ষর দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
কোনো বস্তুর উষ্ণতা সেলসিয়াস স্কেলে t°C এবং পরম স্কেলে TK হলে , T= t+273
উষ্ণতার পরম স্কেলে জলের হিমাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক এর মান কত?
উষ্ণতার পরম স্কেলে জলের হিমাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক যথাক্রমে 273 K ও 373 K ।
ফারেনহাইট স্কেলে পরম শূন্য উষ্ণতার মান নির্ণয় করো।
সেলসিয়াস স্কেলে পরম শূন্য উষ্ণতা -273°C ।
মনে করি, ফারেনহাইট স্কেলে পরমশূন্য উষ্ণতার পাঠ F
চার্লসের সূত্রটিকে V বনাম t লেখচিত্রের সাহায্যে প্রকাশ করো। লেখচিত্র থেকে পরম শূন্য উষ্ণতার ধারণা দাও।
চার্লসের সূত্রানুযায়ী, স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের উষ্ণতার (t)-কে ভুজ ও গ্যাসের আয়তন (V)-কে কোটি ধরে লেখচিত্র অঙ্কন করা হলে লেখচিত্রটি হবে একটি সরলরেখা।
সরলরেখাটিকে পিছন দিকে বাড়ালে রেখাটি উষ্ণতা অক্ষকে -273 °C-এ ছেদ করে। অর্থাৎ স্থির চাপে -273 °C উষ্ণতায় গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যাবে। এই উষ্ণতাকে পরম শূন্য উষ্ণতা বলা হয়।
পরম শূন্য উষ্ণতায় কোনো গ্যাসের আয়তন বাস্তবে কি শূন্য হয়ে যায়?
চার্লসের সূত্রানুযায়ী, -273 °C উষ্ণতায় কোনো গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায়। যদিও প্রকৃতপক্ষে বাস্তবে এরূপ ঘটে না কারণ ওই উষ্ণতায় পৌঁছােনাের অনেক আগেই গ্যাস তরলে পরিণত হয় এবং তরলের ক্ষেত্রে চার্লসের সূত্রটি প্রযোজ্য নয়। তাই বাস্তবে কোনো গ্যাসকে পরম শূন্য উষ্ণতা পর্যন্ত ঠান্ডা করে গ্যাসের আয়তন শূন্য করা যায় না।কেলভিন স্কেলে উষ্ণতার পাঠ ঋণাত্মক হওয়া সম্ভব কি?
কেলভিন স্কেলে উষ্ণতার পাঠ ঋণাত্মক হয় না কারণ 0 K বা -273°C-এর কম উষ্ণতা বাস্তবে পাওয়া সম্ভব নয়। কেলভিন স্কেলে উষ্ণতা ঋণাত্মক হলে চার্লসের সূত্রানুযায়ী স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন ঋণাত্মক হত , যা বাস্তবে সম্ভব নয়।
পরমশূন্য উষ্ণতার চেয়ে কম উষ্ণতা বাস্তবে কি সম্ভব?
না, পরমশূন্য উষ্ণতার চেয়ে কম উষ্ণতা বাস্তবে সম্ভব নয়।
স্থির চাপে কত ডিগ্রী সেলসিয়াস উষ্ণতায় চার্লসের সূত্র অনুসারে কোন আদর্শ গ্যাসের আয়তন শূন্য হবে?
-273 ডিগ্রী সেলসিয়াস উষ্ণতায়।
পরমশূন্য উষ্ণতায় আদর্শ গ্যাসের চাপ কত?
পরমশূন্য উষ্ণতায় আদর্শ গ্যাসের চাপ শূন্য।
কোন বিজ্ঞানীর সূত্র থেকে পরমশূন্য উষ্ণতার ধারণা পাওয়া যায়?
চার্লসের সূত্র থেকে পরমশূন্য উষ্ণতার ধারণা পাওয়া যায়।
ফারেনহাইট স্কেলে পরমশূন্য উষ্ণতার মান কত?
-459.4°F।