সুপ্ত তাপ বনাম নির্দিষ্ট তাপ
সুপ্ত তাপ
যখন একটি পদার্থ একটি পর্যায়ে পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়, তখন শক্তি তাপ হিসাবে শোষিত হয় বা মুক্তি পায়। সুপ্ত তাপ হল সেই তাপ যা একটি পর্যায় পরিবর্তনের সময় পদার্থ থেকে শোষিত বা নির্গত হয়। এই তাপের পরিবর্তনগুলি তাপমাত্রার পরিবর্তন ঘটায় না কারণ তারা শোষিত বা মুক্তি পায়। সুপ্ত তাপের দুটি রূপ হল ফিউশনের সুপ্ত তাপ এবং বাষ্পীভবনের সুপ্ত তাপ। ফিউশনের সুপ্ত তাপ গলে যাওয়া বা হিমায়িত করার সময় ঘটে এবং বাষ্পীভবনের সুপ্ত তাপ ফুটন্ত বা ঘনীভূত হওয়ার সময় ঘটে। গ্যাসকে তরল বা তরলকে কঠিনে রূপান্তর করার সময় ফেজ পরিবর্তন তাপ (এক্সোথার্মিক) প্রকাশ করে।কঠিন থেকে তরল বা তরল থেকে গ্যাসে যাওয়ার সময় ফেজ পরিবর্তন শক্তি/তাপ (এন্ডোথার্মিক) শোষণ করে। উদাহরণস্বরূপ, বাষ্প অবস্থায়, জলের অণুগুলি অত্যন্ত শক্তিশালী, এবং কোনও আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল নেই। তারা একক জলের অণু হিসাবে ঘুরে বেড়ায়। এর তুলনায়, তরল অবস্থার জলের অণুগুলির শক্তি কম। যাইহোক, কিছু জলের অণু বাষ্প অবস্থায় পালাতে সক্ষম যদি তাদের উচ্চ গতিশক্তি থাকে। স্বাভাবিক তাপমাত্রায়, জলের অণুগুলির বাষ্প অবস্থা এবং তরল অবস্থার মধ্যে ভারসাম্য থাকবে। গরম করার সময়, ফুটন্ত বিন্দুতে বেশিরভাগ জলের অণু বাষ্প অবস্থায় ছেড়ে দেওয়া হবে। সুতরাং, যখন জলের অণুগুলি বাষ্পীভূত হয়, তখন জলের অণুগুলির মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি ভেঙে ফেলতে হবে। এর জন্য শক্তির প্রয়োজন হয় এবং এই শক্তিকে বাষ্পীভবনের সুপ্ত তাপ বলে। পানির ক্ষেত্রে, এই পর্যায়ের পরিবর্তন 100 oC (জলের স্ফুটনাঙ্ক) এ ঘটে। যাইহোক, যখন এই তাপমাত্রায় এই পর্যায়ের পরিবর্তন ঘটে, তখন তাপ শক্তি জলের অণু দ্বারা শোষিত হয় বন্ধন ভাঙ্গার জন্য, তবে এটি তাপমাত্রাকে আরও বাড়াবে না।
নির্দিষ্ট সুপ্ত তাপ মানে, একটি পর্যায়কে সম্পূর্ণরূপে একটি পদার্থের একক ভরের অন্য ধাপে রূপান্তর করতে প্রয়োজনীয় তাপ শক্তির পরিমাণ।
নির্দিষ্ট তাপ
তাপ ক্ষমতা পদার্থের পরিমাণের উপর নির্ভর করে। নির্দিষ্ট তাপ বা নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা (গুলি) হল তাপ ক্ষমতা যা পদার্থের পরিমাণ থেকে স্বাধীন। এটিকে "স্থির চাপে একটি পদার্থের এক গ্রাম তাপমাত্রাকে এক ডিগ্রি সেলসিয়াস (বা একটি কেলভিন) বাড়াতে প্রয়োজনীয় তাপের পরিমাণ" হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে। নির্দিষ্ট তাপের একক হল Jg-1oC-1 পানির নির্দিষ্ট তাপ খুব বেশি যার মান 4.186 Jg -1oC-1 এর মানে, 1 গ্রাম জলের তাপমাত্রা 1 oC বাড়াতে, 4.186 J তাপ শক্তি প্রয়োজন হয়. তাপ নিয়ন্ত্রণে পানির ভূমিকার জন্য এই উচ্চ মূল্যের সম্মুখীন হয়। কোন পদার্থের নির্দিষ্ট ভরের t1 থেকে t2 পর্যন্ত তাপমাত্রা বাড়াতে প্রয়োজনীয় তাপ খুঁজে বের করতে নিম্নলিখিত সমীকরণ ব্যবহার করা যেতে পারে।
q=m x s x ∆t
q=প্রয়োজনীয় তাপ
m=পদার্থের ভর
∆t=t1-t2
তবে, উপরের সমীকরণটি প্রযোজ্য হবে না যদি প্রতিক্রিয়াটিতে একটি ফেজ পরিবর্তন জড়িত থাকে। উদাহরণস্বরূপ, যখন পানি গ্যাসের পর্যায়ে চলে যায় (ফুটন্ত বিন্দুতে) বা যখন পানি জমাট বেঁধে বরফ তৈরি করে (গলনাঙ্কে) তখন এটি প্রযোজ্য নয়। এর কারণ হল, ফেজ পরিবর্তনের সময় তাপ যোগ করা বা অপসারণ করা তাপমাত্রার পরিবর্তন করে না।
সুপ্ত তাপ এবং নির্দিষ্ট তাপের মধ্যে পার্থক্য কী?
• সুপ্ত তাপ হল শক্তি যখন একটি পদার্থের একটি পর্যায়ে পরিবর্তন হয় তখন শোষিত বা নির্গত হয়। নির্দিষ্ট তাপ একটি ধ্রুবক চাপে একটি পদার্থের এক গ্রাম তাপমাত্রা এক ডিগ্রি সেলসিয়াস (বা একটি কেলভিন) বাড়াতে প্রয়োজনীয় তাপের পরিমাণ।
• নির্দিষ্ট তাপ প্রযোজ্য হয় না যখন কোনো পদার্থের পর্যায় পরিবর্তন হয়।
• নির্দিষ্ট তাপ তাপমাত্রার পরিবর্তন ঘটায় যেখানে সুপ্ত তাপে তাপমাত্রার কোনো পরিবর্তন জড়িত থাকে না।