উইকিশৈশব:কণা/ভাসবে না ডুববে?
উইকিশৈশব: কণা
গ্যাসের চাপ ভাসে নাকি ডুবে? প্রসারিত হয় নাকি সংকুচিত হয়?
কিন্ডারগার্টেন থেকে আপনি জানেন, কিছু জিনিস ভেসে থাকে আবার কিছু জিনিস ডুবে যায়। আপনি হয়তো জানেন যে তেল, যা পানিতে অদ্রবণীয় (দ্রবীভূত করা যায় না), পানির উপরে ভাসে। কিন্তু আপনি হয়তো জানেন না যে কীভাবে কোনও জিনিস ডুববে নাকি ভাসবে তা খুঁজে বের করবেন। আমরা এই দীর্ঘ অধ্যায়ে এটি নিয়ে আলোচনা করব।
ঘনত্ব
প্রথমে, আসুন একটি নতুন শব্দ শিখি: 'ভর'। 'ভর' অর্থ কতটুকু পরিমাণ পদার্থ রয়েছে । এটি 'আয়তন' এর মতো নয়। আপনার কি মনে আছে যে কণার মধ্যে সর্বদা ফাঁকা স্থান থাকে? 'ভর' এর ভিতর পদার্থের ফাঁকা জায়গার হিসাব থাকে না, কিন্তু 'আয়তন'-এ থাকে । ভর পরিমাপ করা হয় কিলোগ্রাম, গ্রাম এবং মিলিগ্রাম একক দিয়ে।
কল্পনা করুন আপনি একটি আবদ্ধ ঘরে আছেন, ধরুন আপনার শোবার ঘর। খালি, বায়ুহীন ঘরের ভিতরে আপনিই একমাত্র ব্যক্তি। অতএব, আপনিই একমাত্র জিনিস যার ভর রয়েছে। যদি আপনার ঘরটি 1.5m × 2m × 2.5m হয় এবং আপনার ভর 30kg হয়, তাহলে প্রতি 1.5m × 2m × 2.5m = 7.5m3 এ 30kg থাকে। তাহলে, প্রতি গড় ঘনমিটারে, 30 kg ÷ 7.5 m3 = 4 kg থাকবে।
মনে রাখবেন, আপনার ঘরে, প্রতি ঘনমিটারে (গড়ে) ৪ কেজি থাকে। এটিই সেখানকার ঘনত্ব: ঘনত্ব হল একটি নির্দিষ্ট স্থানে পদার্থের পরিমাণ; আয়তন সাধারণত একটি অদৃশ্য '১' দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। তাহলে ঘনত্বের এককগুলি কী কী? ঘনত্বের এককগুলি সর্বদা ভরের একক, একটি স্ল্যাশ এবং তারপর আয়তনের একক দ্বারা তৈরি করা হয়। এতক্ষণে আপনি হয়তো অনুমান করেছেন যে ঘনত্ব বের করার পদ্ধতি হলো ভর -কে আয়তন দিয়ে ভাগ করা। এই সূত্রটি খুবই গুরুত্বপূর্ণ, তাই আমরা এখানে এটি লিখে রাখবো:
ঘনত্ব=ভর/আয়তন
বিঃদ্রঃ: ঘনত্ব থাকলে ভর বা আয়তন বের করার জন্য তুমি গণিতে যেমন করে থাকো, তেমনি এগুলোও অদলবদল করতে পারো।
ভাসা এবং ডুবে যাওয়া
ভাসমান বা ডুবে যাওয়ার সাথে এই সবের কী সম্পর্ক? এখানে একটি পুরনো ধাঁধা আছে: কোনটি ভারী, ১ কেজি সীসা নাকি ১ কেজি পালক? হ্যাঁ, ঠিকই বলেছেন, তারা একই রকম। কিন্তু যদি আপনি সীসা এবং পালক একটি পুকুরে রাখেন? উভয়ই কি ডুবে যাবে?
আসলে, না। যদিও তাদের ভর একই (১ কেজি) হতে পারে, সীসার আয়তন পালকের তুলনায় অনেক কম। যেহেতু একই ভর একটি ছোট জায়গায় ভরা থাকে, তাই এটি অবশ্যই ঘন হতে হবে। পানির ঘনত্ব ১ গ্রাম/সেমি৩, তাই যদি সীসার ঘনত্ব ১ গ্রাম/সেমি৩ এর বেশি হয়, তাহলে এটি ডুবে যেতে হবে। বিপরীতে, পালকের ঘনত্ব সম্ভবত ১ গ্রাম/সেমি৩ এর কম, যা তাদের ভাসতে বাধ্য করে।
অন্য কথায়, কোনও বস্তু একটি নির্দিষ্ট তরল (বা গ্যাস) এ ভাসবে বা ডুবে যাবে কিনা তা তরলের ঘনত্বের সাথে সম্পর্কিত তাদের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। একটি উদাহরণ ডানদিকের চিত্র।
দুর্ভাগ্যবশত, আমাদের এখানে কিছুটা গণিতের প্রয়োজন। নিচে কিছু তরল এবং কঠিন পদার্থের নাম, ভর এবং আয়তনের একটি সারণী দেওয়া হল। যদি এই সমস্ত জিনিসগুলিকে একটি পরিমাপক সিলিন্ডারে (অথবা সেই বিষয়ের জন্য যেকোনো পাত্রে) রাখা হয়, এবং কিছুই দ্রবীভূত না হয়, তাহলে উপর থেকে নীচে পর্যন্ত তাদের উচ্চতার ক্রম কী হবে?
নাম আয়তন ভর ঘনত্ব কঠিন W 0.000001m3 5g কঠিন X 5.4cm31 .8g কঠিন Y 300mm3 1.6g কঠিন Z 5cm3 0.01kg
তরল A 24cm3 96g তরল B 24cm3 12g জল / /
এরপর, আমাদের তাদের ঘনত্ব জানতে হবে। একক পরিবর্তন করতে ভুলবেন না। মনে রাখবেন যে আমরা এখানে ভগ্নাংশের পরিবর্তে ভাগ ব্যবহার করি। আমরা এখানে তিনটি গুরুত্বপূর্ণ পরিসংখ্যানে পূর্ণসংখ্যা করব।
নাম আয়তন ভর ঘনত্ব কঠিন W 0.000001m3=1cm3 5g 5g ÷ 1cm3 =5g/cm3 কঠিন X 5.4cm3 1.8g 1.8g ÷ 5.4cm3 ≈0.33g/cm3 কঠিন Y 300mm3 = 0.3cm3 1.6g 1.6g ÷ 0.3cm3 ≈5.33g/cm3 কঠিন Z 5cm3 0.01kg=10g 10g ÷ 5cm3 =2g/cm3 তরল A 24cm3 96g 96g ÷ 24cm3 =4g/cm3 তরল B 24cm3 12g 12g ÷ 24cm3 =০.৫ গ্রাম/সেমি৩ জল / / ১ গ্রাম/সেমি৩
তারপর, আমরা সেগুলোকে সঠিক, উর্ধ্বক্রমে সাজাই।
৫ গ্রাম/সেমি৩, ০.৩৩ গ্রাম/সেমি৩, ৫.৩৩ গ্রাম/সেমি৩, ২ গ্রাম/সেমি৩, ৪ গ্রাম/সেমি৩, ০.৫ সেমি৩, ১ সেমি৩ যেহেতু কঠিন পদার্থ W এবং Y উভয়ই নীচে থাকে, তাই তারা একই স্তরে থাকে—তারা উভয়ই তরল A-তে ডুবে থাকে। সুতরাং, সঠিক ক্রমটি নিম্নরূপ:
কঠিন X তরল B জল কঠিন Z তরল A কঠিন W এবং কঠিন Y
আপনি বাম দিকের চিত্রটি দেখতে পারেন, যেখানে সমস্ত কঠিন পদার্থ এবং তরল পদার্থ রয়েছে।
বেলুন, জাহাজ এবং সাবমেরিন
আসুন আমরা একটি বিষয়ে আলোচনা করি যেখানে অংক করা লাগবে না: যানবাহন কীভাবে কাজ করে।
বেলুন গরম বাতাসের বেলুনের ইঞ্জিন
একসময়, যখন বিমান এখনও আবিষ্কৃত হয়নি, তখন আকাশে ওড়ার একমাত্র উপায় ছিল গরম বাতাসের বেলুনে চড়া। গরম বাতাসের বেলুন ঠিক বিনোদন পার্কে চড়া বেলুনের মতোই। তারা একইভাবে কাজ করে: ঘনত্বের পার্থক্য ব্যবহার করে বেলুনটিকে উপরে ছুঁড়ে মারে।
ঠিক কীভাবে? ডানদিকের চিত্রটি দেখুন। আপনি কি জানেন যে একটি গরম বাতাসের বেলুন উড়ার আগে গরম করতে হয়? এর কারণ হল বেলুনের ভিতরের কণাগুলি শুরুতে বেলুনের বাইরের কণাগুলির মতোই ঘন। তবে, কণাগুলি উত্তপ্ত হওয়ার সাথে সাথে তারা আরও জোরে চলাচল করে এবং যত ঘন ঘন একে অপরের সাথে ধাক্কা খায়, তত ঘনত্ব কম হয়ে যায়। কম ঘনত্বের জিনিসগুলি ভেসে উঠলে বেলুনটি উপরে উঠে যাবে।
জাহাজ
অনেক জাহাজ ইস্পাত দিয়ে তৈরি। ইস্পাত খুব ভারী এবং ঘন। এর সামগ্রিক ঘনত্ব প্রায় 7.85g/cm3। তবে পানির ঘনত্ব অনেক কম, ১ গ্রাম/সেমি৩। অতএব, যদি কেবল ইস্পাত দিয়ে তৈরি হয় তবে ইস্পাত জাহাজগুলির জন্য ভাসমান কঠিন।
তাহলে, ঐ জাহাজগুলি ঠিক কীভাবে ভাসতে সক্ষম হয়? দেখুন, বাতাসের ঘনত্ব খুব, খুব কম। জাহাজের ভিতরে যদি প্রচুর পরিমাণে বাতাস থাকে, তাহলে জাহাজের মোট ঘনত্ব অনেক কমে যাবে। যতক্ষণ ঘনত্ব ১ গ্রাম/সেমি৩ এর কম থাকবে, ততক্ষণ জাহাজটি ভাসবে।
সাবমেরিন
সাবমেরিনগুলি এমনভাবে কাজ করে যা জাহাজের মতো, তবে জাহাজের সামগ্রিক ঘনত্ব ইচ্ছামত পরিবর্তন করা যেতে পারে যাতে সাবমেরিনটি ডুবে যায় বা ইচ্ছামতো ভাসতে পারে। নীচের চিত্রটি দেখুন। ব্যালাস্ট ট্যাঙ্ক নামক একটি ট্যাঙ্ক সাবমেরিনের সম্পূর্ণ এলাকার একটি উল্লেখযোগ্য অংশ দখল করে। মনে রাখবেন যে এটি সবসময় চিত্রের মতো অবস্থানে থাকতে হবে না; এটি জাহাজ নির্মাতা যেখানেই চান সেখানে থাকতে পারে। সাবমেরিনটি ডুবিয়ে দেওয়ার প্রয়োজন হলে ব্যালাস্ট ট্যাঙ্কটি সমুদ্রের জলে পূর্ণ হয়ে যায়। যখন আবার সমুদ্রের উপরিভাগে পৌঁছানোর প্রয়োজন হয়, তখন সমুদ্রের জল ব্যালাস্ট ট্যাঙ্ক থেকে অন্য ট্যাঙ্কের বাতাসের সাথে পাম্প করে বের করে আনা হয়।
ক্যুইজ আগুন না থাকলে গরম বাতাসের বেলুন কেন উপরে উঠতে পারে না তা ব্যাখ্যা করুন।
নিচের বিষয়গুলি মূল্যায়ন করুন।
পদার্থ ভর আয়তন ঘনত্ব কঠিন P 15 3 a কঠিন R 100 b 4 তরল H c 15 6
উত্তর:
১.কারণ আগুন বেলুনের ভিতরের বায়ু কণাগুলিকে আরও জোরালোভাবে কম্পিত করে, ফলে বেলুনের ভিতরের বাতাসের ঘনত্ব হ্রাস পায়, যার ফলে এটি ভেসে থাকে।
২.ক) 5; খ) 25; গ) 90