জুলের তাপ সূত্র
যখন বৈদ্যুতিক পরিবহনে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়, তখন তারের ইলেকট্রন ও পরমাণুগুলির মধ্যে সংঘর্ষের ফলে তাপ উৎপন্ন হয়। একটি তার দিয়ে কতটা তাপ উৎপন্ন হয় এবং এই তাপ উৎপাদন কী শর্ত ও পরামিতির উপর নির্ভর করে? জেমস প্রেসকট জুল, একজন ইংরেজ পদার্থবিজ্ঞানী, এই ঘটনাকে সঠিকভাবে ব্যাখ্যা করার জন্য একটি সূত্র আবিষ্কার করেছিলেন। এটি হল জুলের সূত্র।
জুলের তাপ সূত্র কী?
একটি বৈদ্যুতিক তার দিয়ে প্রবাহিত হওয়া বিদ্যুৎ থেকে উৎপন্ন তাপ জুল এককে প্রকাশ করা হয়। এখন জুলের সূত্র এর গাণিতিক প্রকাশ ও ব্যাখ্যা নিম্নরূপে দেওয়া হল:
যখন তারের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ এবং বিদ্যুৎ প্রবাহের সময় ধ্রুবক থাকে, তখন তারে প্রবাহিত হওয়া বিদ্যুতের পরিমাণের বর্গের সাথে তাপ উৎপন্ন হয়।
যখন তারের বিদ্যুৎ এবং বিদ্যুৎ প্রবাহের সময় ধ্রুবক থাকে, তখন তাপ উৎপন্ন হয় তারের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের সাথে সমানুপাতিক।
যখন তারের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ এবং বিদ্যুৎ প্রবাহের পরিমাণ ধ্রুবক থাকে, তখন তাপ উৎপন্ন হয় বিদ্যুৎ প্রবাহের সময়ের সাথে সমানুপাতিক।
যখন এই তিনটি শর্ত একসাথে মিলিত হয়, তখন ফলস্বরূপ সূত্রটি হয় –
এখানে, ‘H’ হল জুলে উৎপন্ন তাপ, ‘i’ হল তার দিয়ে প্রবাহিত বিদ্যুতের পরিমাণ (অ্যাম্পিয়ার) এবং ‘t’ হল সময় (সেকেন্ড)। সমীকরণে চারটি চলক রয়েছে। যেকোনো তিনটি চলক জানা থাকলে অন্যটি গণনা করা যায়। এখানে, ‘J’ হল একটি ধ্রুবক, যা হল জুলের তাপের যান্ত্রিক সমতুল্য। তাপের যান্ত্রিক সমতুল্য হল কাজের একক যা সম্পূর্ণরূপে তাপে রূপান্তরিত হলে একটি তাপ একক প্রদান করে। স্পষ্টতই, J-এর মান কাজ এবং তাপের এককের উপর নির্ভর করবে। পাওয়া গেছে যে, J = 4.2 জুল/ক্যাল (1 জুল = 107 এর্গ) = 1400 ফুট-পাউন্ড/CHU = 778 ফুট-পাউন্ড/B Th U। এটি লক্ষ্যণীয় যে, উপরের মানগুলি খুব নির্ভুল নয়, কিন্তু সাধারণ কাজের জন্য যথেষ্ট।
এখন জুলের সূত্র অনুযায়ী I2Rt = t সেকেন্ডে R ওহম প্রতিরোধের একটি প্রতিরোধ দিয়ে I অ্যাম্পিয়ার বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে বৈদ্যুতিকভাবে করা কাজ (জুল)।
উপরের প্রকাশমানটি থেকে I এবং R এর সাহায্যে একে অপরকে বাদ দিয়ে প্রতিস্থাপন করলে ওহমের সূত্র দিয়ে প্রতিস্থাপিত করা যায় এবং এর বিকল্প রূপ পাওয়া যায়।
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
