অষ্টম শ্রেণী: পরিবেশ ও বিজ্ঞান, অধ্যায় – 1.3 : তাপ, ব্যাখ্যামূলক ও গানিতিক প্রশ্নত্তোর মান 3
অধ্যায় 1.3: তাপ
(গুরুত্বপূর্ণ 3 নম্বরের প্রশ্নোত্তর)
নির্দেশিকা: নিচের প্রশ্নগুলি পরীক্ষায় 3 নম্বরের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উত্তর দেখতে ‘উত্তর দেখো’ অংশে ক্লিক করো।
1. তাপ ও তাপমাত্রার মধ্যে তিনটি মূল পার্থক্য লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর:
| তাপ | তাপমাত্রা |
|---|---|
| 1. তাপ হলো একপ্রকার শক্তি। | 1. তাপমাত্রা হলো বস্তুর তাপীয় অবস্থা। |
| 2. তাপ হলো কারণ। | 2. তাপমাত্রা হলো তাপের ফল। |
| 3. তাপ পরিমাপ করা হয় ক্যালোরিমিটার যন্ত্রের সাহায্যে। | 3. তাপমাত্রা পরিমাপ করা হয় থার্মোমিটার যন্ত্রের সাহায্যে। |
2. লীন তাপ কাকে বলে? বরফ গলনের লীন তাপ 80 ক্যালোরি/গ্রাম—কথাটির অর্থ কী?
উত্তর দেখো
উত্তর:
লীন তাপ: যে তাপ বস্তুর উষ্ণতার কোনো পরিবর্তন না ঘটিয়ে কেবলমাত্র বস্তুর এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় রূপান্তর ঘটায়, তাকে লীন তাপ বলে।
অর্থ: বরফ গলনের লীন তাপ 80 ক্যালোরি/গ্রাম বলতে বোঝায় যে, প্রমাণ চাপে 0°C উষ্ণতার 1 গ্রাম বরফকে সম্পূর্ণ গলিয়ে 0°C উষ্ণতার 1 গ্রাম জলে পরিণত করতে বাইরে থেকে 80 ক্যালোরি তাপ প্রয়োগ করতে হবে।
3. বাষ্পায়ন ও স্ফুটনের মধ্যে তিনটি পার্থক্য লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর:
| বাষ্পায়ন | স্ফুটন |
|---|---|
| 1. বাষ্পায়ন যেকোনো উষ্ণতায় ঘটে। | 1. স্ফুটন একটি নির্দিষ্ট উষ্ণতায় ঘটে। |
| 2. এটি তরলের শুধুমাত্র ওপরের তল থেকে ঘটে। | 2. এটি তরলের সমগ্র অংশ থেকে ঘটে। |
| 3. এটি একটি অত্যন্ত ধীর প্রক্রিয়া। | 3. এটি একটি দ্রুত প্রক্রিয়া। |
4. মাটির কলসির জল ঠান্ডা থাকে কেন, তা বিজ্ঞানসম্মতভাবে ব্যাখ্যা করো।
উত্তর দেখো
উত্তর: মাটির কলসির গায়ে অসংখ্য ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র ছিদ্র থাকে। কলসিতে জল রাখলে ওই ছিদ্র দিয়ে সামান্য জল চুঁইয়ে কলসির বাইরের পৃষ্ঠে চলে আসে। বাইরের পৃষ্ঠে আসা এই জল দ্রুত বাষ্পীভূত হতে থাকে। আমরা জানি, বাষ্পীভবনের জন্য লীন তাপের প্রয়োজন। এই জল বাষ্পীভূত হওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় লীন তাপ কলসি এবং কলসির ভেতরের জল থেকে গ্রহণ করে। এর ফলে কলসি ও তার ভেতরের জল ক্রমাগত তাপ হারিয়ে ঠান্ডা হয়ে যায়।
5. ক্যালোরিমিতির মূলনীতিটি বিবৃত করো। এটি কোন্ শর্তে প্রযোজ্য?
উত্তর দেখো
উত্তর:
মূলনীতি: ভিন্ন উষ্ণতার দুটি বস্তুকে পরস্পরের সংস্পর্শে রাখলে উষ্ণ বস্তুটি তাপ বর্জন করবে এবং শীতল বস্তুটি তাপ গ্রহণ করবে। যতক্ষণ না উভয়ের উষ্ণতা সমান হয়, ততক্ষণ এই প্রক্রিয়া চলতে থাকবে। এক্ষেত্রে, উষ্ণ বস্তু কর্তৃক বর্জিত তাপ = শীতল বস্তু কর্তৃক গৃহীত তাপ।
শর্ত: এটি তখনই প্রযোজ্য হবে যখন বস্তু দুটির মধ্যে কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটবে না, তারা পরস্পরের মধ্যে দ্রবীভূত হবে না এবং বাইরে থেকে কোনো তাপ ভেতরে আসবে না বা ভেতর থেকে তাপ বাইরে যাবে না।
6. তাপ সঞ্চালনের পরিবহন, পরিচলন ও বিকিরণ পদ্ধতির মধ্যে পার্থক্য লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর:
- মাধ্যম: পরিবহনে কঠিন মাধ্যমের প্রয়োজন হয়, পরিচলনে তরল বা গ্যাসীয় মাধ্যমের প্রয়োজন হয়, কিন্তু বিকিরণে কোনো মাধ্যমের প্রয়োজন হয় না।
- কণার স্থানান্তর: পরিবহনে মাধ্যমের কণাগুলির স্থানচ্যুতি ঘটে না, পরিচলনে কণাগুলি নিজেরাই স্থান পরিবর্তন করে তাপ নিয়ে যায়। বিকিরণে কণার কোনো ভূমিকা নেই।
- গতি: পরিবহন ও পরিচলন ধীর গতির প্রক্রিয়া, কিন্তু বিকিরণ অত্যন্ত দ্রুত গতির (আলোর বেগে) প্রক্রিয়া।
7. থার্মোফ্লাস্কে কীভাবে তাপের পরিবহন, পরিচলন ও বিকিরণ রোধ করা হয় তা বুঝিয়ে লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর: থার্মোফ্লাস্কে দীর্ঘক্ষণ পানীয় গরম বা ঠান্ডা রাখার জন্য তিনটি পদ্ধতিতেই তাপ সঞ্চালন রোধ করা হয়:
- পরিবহন ও পরিচলন রোধ: ফ্লাস্কের ভেতরের দুটি কাঁচের দেয়ালের মাঝে শূন্যস্থান তৈরি করা হয়। মাধ্যম না থাকায় পরিবহন ও পরিচলন পদ্ধতিতে তাপ আসা-যাওয়া করতে পারে না। মুখটি কর্ক বা প্লাস্টিক (যা তাপের কুপরিবাহী) দিয়ে বন্ধ করা হয়।
- বিকিরণ রোধ: কাঁচের দেয়ালের ভেতরের দিকে চকচকে রুপোর প্রলেপ দেওয়া হয়। এর ফলে বিকিরণ পদ্ধতিতে তাপ এলেও তা প্রতিফলিত হয়ে আবার ভেতরেই ফিরে যায়।
8. সমুদ্রবায়ু কীভাবে সৃষ্টি হয় তা ব্যাখ্যা করো।
উত্তর দেখো
উত্তর: দিনের বেলা সূর্যের প্রখর তাপে জলভাগের তুলনায় স্থলভাগ অনেক দ্রুত উত্তপ্ত হয়। ফলে স্থলভাগের ওপরের বাতাস গরম ও হালকা হয়ে ওপরের দিকে উঠে যায়। ওই জায়গায় তখন একটি নিম্নচাপের সৃষ্টি হয়। সেই শূন্যস্থান পূরণ করার জন্য সমুদ্রের ওপর থেকে অপেক্ষাকৃত শীতল ও ভারী বাতাস প্রবল বেগে স্থলভাগের দিকে ছুটে আসে। সমুদ্রের দিক থেকে আসা এই পরিচলন বায়ুকেই সমুদ্রবায়ু বলে। এটি বিকেল বা সন্ধ্যার দিকে বেশি প্রবাহিত হয়।
9. স্থলবায়ু কীভাবে সৃষ্টি হয় তা ব্যাখ্যা করো।
উত্তর দেখো
উত্তর: রাতের বেলা সূর্য ডুবে যাওয়ার পর স্থলভাগ জলভাগের তুলনায় খুব দ্রুত তাপ বিকিরণ করে ঠান্ডা হয়ে যায়। কিন্তু সমুদ্রের জল তখনো গরম থাকে। ফলে সমুদ্রের ওপরের বাতাস গরম ও হালকা হয়ে ওপরের দিকে উঠে যায় এবং সেখানে নিম্নচাপের সৃষ্টি হয়। সেই শূন্যস্থান পূরণ করার জন্য স্থলভাগের দিক থেকে অপেক্ষাকৃত শীতল ও ভারী বাতাস সমুদ্রের দিকে ছুটে যায়। স্থলভাগের দিক থেকে আসা এই বায়ুকেই স্থলবায়ু বলে। এটি সাধারণত ভোরবেলার দিকে বেশি প্রবাহিত হয়।
10. গ্রীষ্মকালে কুকুর জিভ বের করে হাঁপায় কেন? হাতে স্পিরিট ঢাললে ঠান্ডা লাগে কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর:
- গ্রীষ্মকালে কুকুর জিভ বের করে হাঁপানোর ফলে জিভের লালা বাষ্পীভূত হয়। এই বাষ্পীভবনের জন্য লীন তাপ কুকুরের শরীর থেকে গৃহীত হয়, ফলে কুকুরের শরীর ঠান্ডা হয় এবং সে আরাম বোধ করে।
- স্পিরিট একটি উদ্বায়ী পদার্থ। হাতে ঢাললে এটি খুব দ্রুত বাষ্পীভূত হয় এবং বাষ্পীভবনের জন্য প্রয়োজনীয় লীন তাপ আমাদের হাত থেকে গ্রহণ করে। ফলে হাত তাপ হারিয়ে ঠান্ডা হয়ে যায়।
11. শীতকালে একটি মোটা জামার চেয়ে দুটি পাতলা জামা একসাথে পরলে বেশি আরাম লাগে কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: দুটি পাতলা জামা একসাথে পরলে জামা দুটির মাঝখানে এক স্তর বাতাস আটকে থাকে। আমরা জানি, বাতাস তাপের খুব খারাপ পরিবাহী বা কুপরিবাহী। তাই শরীরের গরম তাপ ওই বাতাসের স্তর ভেদ করে সহজে বাইরে বেরোতে পারে না। কিন্তু একটি মোটা জামা পরলে এমন কোনো বাতাসের স্তর থাকে না, তাই তাপ তুলনামূলকভাবে দ্রুত বেরিয়ে যায়। এই কারণেই দুটি পাতলা জামা বেশি গরম ও আরামদায়ক হয়।
12. 0°C উষ্ণতার জল এবং 0°C উষ্ণতার বরফের মধ্যে কোনটি বেশি ঠান্ডা এবং কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: 0°C উষ্ণতার বরফ বেশি ঠান্ডা।
কারণ: 0°C উষ্ণতার 1 গ্রাম জল থেকে 80 ক্যালোরি লীন তাপ নিষ্কাশন করলে তা 0°C উষ্ণতার 1 গ্রাম বরফে পরিণত হয়। অর্থাৎ, সমপরিমাণ ও একই উষ্ণতার জল ও বরফের মধ্যে বরফে 80 ক্যালোরি/গ্রাম তাপ কম থাকে। তাই বরফে হাত দিলে এটি হাত থেকে দ্রুত তাপ গ্রহণ করে এবং আমাদের বেশি ঠান্ডা লাগে।
13. 100°C উষ্ণতার জল এবং 100°C উষ্ণতার বাষ্পের মধ্যে কোন্টিতে হাত বেশি পুড়বে এবং কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: 100°C উষ্ণতার বাষ্পে হাত বেশি পুড়বে।
কারণ: 100°C উষ্ণতার 1 গ্রাম জলকে 100°C উষ্ণতার বাষ্পে পরিণত করতে বাইরে থেকে অতিরিক্ত 537 ক্যালোরি লীন তাপ দিতে হয়। ফলে জলের চেয়ে বাষ্পের মধ্যে প্রচুর পরিমাণে বেশি তাপ (537 ক্যালোরি/গ্রাম) সঞ্চিত থাকে। এই অতিরিক্ত তাপের কারণেই বাষ্প শরীরে লাগলে ভয়ানক পুড়ে যায়।
14. প্রেশার কুকারে রান্না তাড়াতাড়ি হয় কেন তা বিজ্ঞানসম্মতভাবে ব্যাখ্যা করো।
উত্তর দেখো
উত্তর: প্রেশার কুকারের মুখ বায়ুরুদ্ধ (air-tight) থাকে। জল ফুটতে শুরু করলে যে বাষ্প উৎপন্ন হয়, তা সহজে বাইরে বেরোতে পারে না। ফলে কুকারের ভেতরে বাষ্পের চাপ সাধারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে অনেক বেড়ে যায়। আমরা জানি, তরলের ওপর চাপ বাড়ালে তার স্ফুটনাঙ্ক বেড়ে যায়। তাই কুকারের ভেতরে জল 100°C এর বদলে প্রায় 120°C উষ্ণতায় ফোটে। বেশি উষ্ণতায় খাদ্যদ্রব্য দ্রুত সেদ্ধ হয়, তাই রান্না তাড়াতাড়ি হয়।
15. আপেক্ষিক তাপ কাকে বলে? এর গাণিতিক সূত্র ও একক লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর:
সংজ্ঞা: কোনো পদার্থের একক ভরের উষ্ণতা একক পরিমাণ বৃদ্ধি করতে যে পরিমাণ তাপের প্রয়োজন হয়, তাকে ওই পদার্থের আপেক্ষিক তাপ বলে।
সূত্র: গৃহীত বা বর্জিত তাপ (H) = বস্তুর ভর (m) × আপেক্ষিক তাপ (s) × উষ্ণতার পরিবর্তন (t)। অর্থাৎ, H = m × s × t।
একক: সি. জি. এস. পদ্ধতিতে একক হলো ক্যালোরি/গ্রাম °C এবং এস. আই. পদ্ধতিতে একক হলো জুল/কিলোগ্রাম কেলভিন।
16. বরফের সাথে নুন মেশালে কী ঘটে? এর একটি ব্যবহারিক প্রয়োগ লেখো।
উত্তর দেখো
উত্তর: 3 ভাগ গুঁড়ো বরফের সাথে 1 ভাগ সাধারণ নুন মেশালে মিশ্রণটির উষ্ণতা 0°C থেকে কমে প্রায় -23°C হয়ে যায়। এই মিশ্রণকে হিমমিশ্র বলে। অপদ্রব্য (নুন) মেশানোর ফলে বরফের গলনাঙ্ক কমে যাওয়ায় এই ঘটনা ঘটে।
ব্যবহারিক প্রয়োগ: মাছ, মাংস দীর্ঘক্ষণ তাজা রাখতে এবং আইসক্রিম বা কুলফি তৈরিতে হিমমিশ্র ব্যবহার করা হয়।
17. গ্রীষ্মকালে সাদা বা হালকা রঙের পোশাক এবং শীতকালে কালো বা গাঢ় রঙের পোশাক পরা আরামদায়ক কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: সাদা বা হালকা রঙ তাপের খারাপ শোষক কিন্তু উত্তম প্রতিফলক। তাই গ্রীষ্মকালে সাদা পোশাক পরলে সূর্যের বিকীর্ণ তাপ প্রতিফলিত হয়ে ফিরে যায়, ফলে শরীর ঠান্ডা থাকে। অন্যদিকে কালো বা গাঢ় রঙ তাপের উত্তম শোষক। শীতকালে কালো পোশাক পরলে তা সূর্যের তাপ বেশি করে শোষণ করে এবং শরীরকে গরম রাখতে সাহায্য করে।
18. ঘরের ভেন্টিলেটর বা ঘুলঘুলি দেয়ালের ওপরের দিকে বা ছাদের কাছাকাছি রাখা হয় কেন?
উত্তর দেখো
উত্তর: আমরা প্রশ্বাসের সাথে যে বাতাস ছাড়ি তা উষ্ণ এবং দূষিত। উষ্ণ বাতাস হালকা হওয়ায় তা ওপরের দিকে উঠে যায় এবং ভেন্টিলেটর দিয়ে ঘরের বাইরে বেরিয়ে যায়। তখন ঘরের ভেতরের বায়ুচাপ স্বাভাবিক রাখতে জানলা ও দরজা দিয়ে বাইরের বিশুদ্ধ ও শীতল বাতাস ঘরে প্রবেশ করে। ঘরে পরিচলন স্রোত বজায় রেখে বায়ুর চলাচল স্বাভাবিক রাখতেই ভেন্টিলেটর ওপরে রাখা হয়।
19. গাণিতিক প্রশ্ন: 50 গ্রাম ভরের একটি লোহার টুকরোর উষ্ণতা 20°C থেকে 70°C পর্যন্ত বৃদ্ধি করতে কত তাপ লাগবে? (লোহার আপেক্ষিক তাপ = 0.1 ক্যালোরি/গ্রাম °C)
উত্তর দেখো
উত্তর:
আমরা জানি, প্রয়োজনীয় তাপ (H) = ভর (m) × আপেক্ষিক তাপ (s) × উষ্ণতা বৃদ্ধি (t)
এখানে,
ভর (m) = 50 গ্রাম
আপেক্ষিক তাপ (s) = 0.1 ক্যালোরি/গ্রাম °C
উষ্ণতা বৃদ্ধি (t) = 70°C – 20°C = 50°C
অতএব, H = 50 × 0.1 × 50 = 250
উত্তর: 250 ক্যালোরি তাপ লাগবে।
20. গাণিতিক প্রশ্ন: 100 গ্রাম জলের উষ্ণতা 10°C থেকে 40°C করতে কত তাপের প্রয়োজন হবে? (জলের আপেক্ষিক তাপ = 1 ক্যালোরি/গ্রাম °C)
উত্তর দেখো
উত্তর:
আমরা জানি, প্রয়োজনীয় তাপ (H) = m × s × t
এখানে,
ভর (m) = 100 গ্রাম
আপেক্ষিক তাপ (s) = 1 ক্যালোরি/গ্রাম °C
উষ্ণতা বৃদ্ধি (t) = 40°C – 10°C = 30°C
অতএব, H = 100 × 1 × 30 = 3000
উত্তর: 3000 ক্যালোরি তাপের প্রয়োজন হবে।
শেয়ার