তাপমাত্রার ধারণা (Concept of Temperature)

তাপমাত্রার ধারণা (Concept of Temperature)

তাপমাত্রা হলো বস্তুর একটি তাপীয় অবস্থা যা ওই বস্তু হতে অন্য বস্তুতে তাপের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে এবং তাপ প্রবাহের অভিমুখ নির্ধারণ করে।

উষ্ণতা তথা তাপমাত্রা পরিমাপের যন্ত্র নির্মাণে আমাদের এমন পদার্থের প্রয়োজন হয় তাপমাত্রা পরিবর্তনে যার কোনো না কোনো ধর্মের ব্যাপক পরিবর্তন ঘটে। উদাহরণস্বরূপ বলা যায়, প্লাটিনাম রোধ থার্মোমিটারে প্লাটিনামের রোধ ব্যবহার করে এবং তড়িৎ রোধের উষ্ণতামিতি ধর্মের প্রতি লক্ষ রেখে তাপমাত্রা পরিমাপ করা হয়। আবার থার্মোকাপল নামক থার্মোমিটারে দুটি ধাতব পদার্থের যুগল ব্যবহার করে তাপীয় তড়িচ্চালক শক্তির ধর্ম কাজে লাগিয়ে তাপমাত্রা পরিমাপ করা হয়। আবার বিকিরণ পাইরোমিটারে উত্তপ্ত বস্তুর বিকিরণ ধর্ম কাজে লাগিয়ে 500°C এর উর্ধ্বের তাপমাত্রা পরিমাপ করা হয়। এমনকি সূর্যের তাপমাত্রাও পাইরোমিটারের সাহায্যে নির্ণয় করা যায়।

তাপমাত্রা (Temperature) বা উষ্ণতা হলো বস্তুর তাপীয় অবস্থা যা তাপ নির্ধারণ করে এবং বস্তুটিকে অন্য বস্তুর তাপীয় সংস্পর্শে রাখলে তাপ দেবে, না তাপ নেবে তাও নির্ধারণ করে।

যে যন্ত্র দ্বারা বস্তুর তাপমাত্রা নির্ভুলভাবে পরিমাপ করা যায় তাকে তাপমান-যন্ত্র বা থার্মোমিটার (Thermometer) বলে।

তাপমাত্রা পরিবর্তনে পদার্থের যে বিশেষ বিশেষ ধর্ম নিয়মিতভাবে পরিবর্তিত হয় এবং যে ধর্মের পরিবর্তন লক্ষ করে সহজ ও সঠিকভাবে তাপমাত্রা নির্ণয় করা যায় তাকে উষ্ণতামিতি ধর্ম (Thermometric properties) বলে এবং যে সকল পদার্থের উষ্ণতামিতি ধর্ম ব্যবহার করে থার্মোমিটার তৈরি করা হয় তাদেরকে উষ্ণতামিতি পদার্থ (Thermometric substances) বলে। সাধারণত উষ্ণতামিতি পদার্থের বা তার ধর্মের নাম অনুসারে থার্মোমিটারে নামকরণ করা হয়। যেমন পারদ থার্মোমিটার, রোধ থার্মোমিটার ইত্যাদি। থার্মোমিটার প্রস্তুতকালে এই উষ্ণতামিতি ধর্ম এবং উষ্ণতামিতি পদার্থের ওপর নির্ভর করে তাপমাত্রা পরিমাপ করা হয়। যেমন পারদ থার্মোমিটারে পারদের প্রসারণ হলো উষ্ণতামিতি ধর্ম এবং পারদ হলো উষ্ণতামিতি পদার্থ।

তাপীয় সমতা (Thermal Equilibrium)

একাধিক বস্তু যদি তাপীয়ভাবে সংযুক্ত থাকে এবং তাদের মধ্যে তাপের কোনো আদান প্রদান না ঘটলে বস্তুগুলি তাপীয় সমতায় আছে ধরা হয়। এ সংক্রান্ত তাপগতিবিদ্যার সূত্রটি হলো ‘শূন্যতম সূত্র’ বা Zeroth Law.

তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্র (Zeroth law of thermodynamics) :

দুটি বস্তু যদি তৃতীয় কোনো বস্তুর সাথে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকে তবে প্রথমোক্ত বস্তু দুটি পরস্পরের সাথে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকবে। একে তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্র বলা হয়।

প্রতিটি বস্তুর এমন একটি ধর্ম আছে যা অন্য একটি বস্তুর সঙ্গে সমান হলে বস্তু দুটি পরস্পর তাপীয় সাম্যে থাকবে। এই ধর্মটিই হলো তাপমাত্রা। এই সূত্রের ওপর ভিত্তি করেই থার্মোমিটার তৈরি করা হয়েছে।