পদার্থের অবস্থা ও রূপান্তর: কঠিন, তরল, গ্যাস ও প্লাজমা অবস্থা এবং সুপ্ততাপ | বিসিএস ও চাকরির পদার্থবিজ্ঞান
For competitive job exams (BCS, Bank, Primary), mastering পদার্থের অবস্থা প্লাজমা সুপ্ততাপ is essential for scoring high. In this comprehensive study guide, all core rules, classification charts, and solved previous exam questions of পদার্থের অবস্থা প্লাজমা সুপ্ততাপ are explained below.
Thank you for reading this post, don't forget to subscribe!প্রকৃতিতে সাধারণ তাপমাত্রা ও চাপে পদার্থ কঠিন, তরল বা বায়বীয় অবস্থায় বিরাজ করে। তবে অতি উচ্চ তাপমাত্রায় পদার্থের চতুর্থ অবস্থা হিসেবে প্লাজমা (Plasma) আত্মপ্রকাশ করে। বিসিএস পরীক্ষায় পদার্থের অবস্থার পরিবর্তন, ঊর্ধ্বপাতন এবং সুপ্ততাপ থেকে নিয়মিত প্রশ্ন আসে।
১. পদার্থের অবস্থা প্লাজমা সুপ্ততাপ: পদার্থের চার অবস্থা
1. কঠিন (Solid): নির্দিষ্ট আকার ও আয়তন আছে। অণুগুলোর মধ্যকার আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল সর্বোচ্চ এবং আন্তঃআণবিক দূরত্ব সর্বনিম্ন।
2. তরল (Liquid): নির্দিষ্ট আয়তন আছে কিন্তু নির্দিষ্ট কোনো আকার নেই (যে পাত্রে রাখা হয় তার আকার ধারণ করে)।
3. গ্যাস বা বায়বীয় (Gas): নির্দিষ্ট আকার বা আয়তন নেই। আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল নগণ্য।
4. প্লাজমা (Plasma – পদার্থের ৪র্থ অবস্থা):
- অতি উচ্চ তাপমাত্রায় (কয়েক হাজার থেকে লক্ষ ডিগ্রি সেলসিয়াস) আয়নিত গ্যাসীয় অবস্থা। এতে সমসংখ্যক ধনাত্মক আয়ন ও মুক্ত ইলেকট্রন থাকে।
- বিদ্যুৎ ও চৌম্বক ক্ষেত্রের সুপরিবাহী।
- মহাবিশ্বের দৃশ্যমান পদার্থের প্রায় ৯৯% প্লাজমা অবস্থায় রয়েছে (যেমন: সূর্য, নক্ষত্র, বজ্রপাত ও ফ্লুরোসেন্ট বাতি)।
—
২. ঊর্ধ্বপাতন (Sublimation)
- সংজ্ঞা: তাপ দিলে কিছু কঠিন পদার্থ তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে রূপান্তরিত হয় এবং ঠান্ডা করলে সরাসরি কঠিনে ফিরে আসে। এই প্রক্রিয়াকে ঊর্ধ্বপাতন বলে।
- ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থসমূহ:
> 🔬 ইনফোগ্রাফিক মেমোরি কার্ড: ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থের তালিকা
> – কপূর (Camphor)
> – ন্যাপথলিন (Naphthalene)
> – নিশাদল বা অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড ($NH_4Cl$)
> – আয়োডিন ($I_2$)
> – শুষ্ক বরফ বা ড্রাই আইস (Dry Ice – কঠিন $CO_2$)
> – অ্যানথ্রাসিন
৩. সুপ্ততাপ (Latent Heat)
তাপমাত্রার কোনো পরিবর্তন না ঘটিয়ে কেবল পদার্থের এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় রূপান্তরের জন্য যে পরিমাণ তাপ শোষিত বা বর্জিত হয় তাকে সুপ্ততাপ বলে।
1. বরফ গলনের সুপ্ততাপ: $0^circ ext{C}$ তাপমাত্রার ১ কেজি বরফকে $0^circ ext{C}$ এর পানিতে রূপান্তর করতে $3.36 imes 10^5 ext{ J/kg}$ বা ৮০ ক্যালরি/গ্রাম তাপ লাগে।
2. পানির বাষ্পীভবনের সুপ্ততাপ: $100^circ ext{C}$ এর ১ কেজি পানিকে $100^circ ext{C}$ এর বাষ্পে পরিণত করতে $2.26 imes 10^6 ext{ J/kg}$ বা ৫৩৭ ক্যালরি/গ্রাম তাপ প্রয়োজন।
- এ কারণেই $100^circ ext{C}$ ফুটন্ত পানির চেয়ে $100^circ ext{C}$ জলীয় বাষ্পে হাত দিলে ত্বক অনেক বেশি পুড়ে যায় (কারণ বাষ্পে অতিরিক্ত সুপ্ততাপ থাকে)।
—
৪. স্ফুটনাঙ্ক ও চাপের প্রভাব (প্রেসার কুকার)
- স্বাভাবিক চাপে ($1 ext{ atm}$) বিশুদ্ধ পানির স্ফুটনাঙ্ক $100^circ ext{C}$।
- চাপ বাড়ালে স্ফুটনাঙ্ক বাড়ে:
- প্রেসার কুকার: বাষ্পকে আটকে রেখে ভেতরের বায়ুচাপ দ্বিগুণ (প্রায় ২ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ) করা হয়, ফলে পানির স্ফুটনাঙ্ক বেড়ে প্রায় ১২০ ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছে। উচ্চ তাপমাত্রার কারণে খাবার বা মাংস খুব দ্রুত ও ভালোভাবে সেদ্ধ হয়।
- চাপ কমলে স্ফুটনাঙ্ক কমে:
- পাহাড়ে বা এভারেস্টের চূড়ায় বায়ুর চাপ কম থাকায় পানি $100^circ ext{C}$ এর অনেক আগেই (প্রায় ৭০-৮০ ডিগ্রিতে) ফুটতে শুরু করে, ফলে পাহাড়ে খোলা পাত্রে রান্না করা অত্যন্ত কঠিন।
—
বিগত বিসিএস ও চাকরির প্রশ্নব্যাংক
১. পদার্থের চতুর্থ অবস্থার নাম কী?
- উত্তর: প্লাজমা (Plasma) [৪৪তম বিসিএস, ৩৫তম বিসিএস]।
২. প্রেসার কুকারে রান্না তাড়াতাড়ি হয় কেন?
- উত্তর: উচ্চ চাপে পানির স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি পায় [৪৩তম বিসিএস, ২৭তম বিসিএস]।
৩. নিচের কোনটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ নয়?
- উত্তর: খাবার লবণ (NaCl) বা চিনি [৪১তম বিসিএস]।
৪. ড্রাই আইস বা শুষ্ক বরফ কী?
- উত্তর: কঠিন কার্বন ডাই-অক্সাইড ($CO_2$) [৪০তম বিসিএস]।
৫. ১০০ ডিগ্রি ফুটন্ত পানির চেয়ে ১০০ ডিগ্রির বাষ্পে বেশি জ্বালা করে কেন?
- উত্তর: বাষ্পের সুপ্ততাপ বেশি থাকার কারণে [৩৮তম বিসিএস]।