মোলার আপেক্ষিক তাপ বা মোলার তাপধারণ ক্ষমতা

মোলার আপেক্ষিক তাপ বা মোলার তাপধারণ ক্ষমতা (Molar relative heat or molar heat capacity)

সংজ্ঞা : 1 মোল গ্যাসের তাপমাত্রা 1 ডিগ্রি বাড়াতে যে পরিমাণ তাপের প্রয়োজন হয় তাকে ওই গ্যাসের মোলার তাপধারণ ক্ষমতা বা মোলার আপেক্ষিক তাপ বলে। একে C দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

কোনো গ্যাসের n মোলের তাপমাত্রা \Delta T বৃদ্ধি করতে যদি \Delta Q পরিমাণ তাপের প্রয়োজন হয়, তবে মোলার তাপ ধারণ ক্ষমতা,

C=\frac{\Delta Q}{n \Delta T} —————– (1.12)

একক : \Delta Q এর একক জুল (joule), n-এর একক মোল (mole) এবং \Delta T–এর একক কেলভিন(K)। সুতরাং সমীকরণ 1.12 হতে C-এর একক J (mol)^{-1}K^{-1}।

গ্যাসের দুটি আপেক্ষিক তাপ রয়েছে। সুতরাং এর দুটি মোলার আপেক্ষিক তাপও রয়েছে। যথা–i স্থির চাপে গ্যাসের মোলার আপেক্ষিক তাপ এবং ii স্থির আয়তনে গ্যাসের মোলার আপেক্ষিক তাপ।

i স্থির চাপে গ্যাসের মোলার আপেক্ষিক তাপ (Molar heat capacity at constant pressure), C_P :

স্থির চাপে 1 mole গ্যাসের তাপমাত্রা 1K বৃদ্ধি করতে যে তাপের প্রয়োজন তাকে স্থির চাপে মোলার আপেক্ষিক তাপ বলে। একে C_P দ্বারা প্রকাশ করা হয়। চাপ স্থির রেখে n মোল গ্যাসের তাপমাত্রা \Delta T বাড়াতে যদি \Delta Q জুল তাপের প্রয়োজন হয়, তবে সংজ্ঞানুসারে,

C_P=\frac{\Delta Q}{n \Delta T}

ii স্থির আয়তনে গ্যাসের মোলার আপেক্ষিক তাপ (Molar heat capacity at constant volume), C_V :

স্থির আয়তনে 1 mole গ্যাসের তাপমাত্রা 1K বৃদ্ধি করতে যে তাপের প্রয়োজন তাকে স্থির আয়তনে মোলার আপেক্ষিক তাপ বলে। একে C_V দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

আয়তন স্থির রেখে m মোল গ্যাসের তাপমাত্রা \Delta T বাড়াতে যদি \Delta Q তাপের প্রয়োজন হয়, তবে সংজ্ঞানুসারে, 

C_V=\frac{\Delta Q}{n \Delta T}

পরীক্ষায় দেখা গেছে C_P এর মান C_V অপেক্ষা বেশি হয়।

C_P এবং C_V -এর পার্থক্যের ভৌত ব্যাখ্যা (Physical explanation of the difference between C_P and C_V)

একটি নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন স্থির রেখে তাকে উত্তপ্ত করতে থাকলে তার চাপ ও তাপমাত্রা উভয়ই বৃদ্ধি পায়। কিন্তু আয়তন স্থির থাকায় ওই গ্যাস বাহ্যিক কোনো কাজ করে না। ফলে সম্পূর্ণ তাপ গ্যাসের চাপ ও তাপমাত্রা পরিবর্তনেই ব্যয় হয়।

আবার চাপ স্থির রেখে গ্যাসটিকে উত্তপ্ত করতে থাকলে তার আয়তন ও তাপমাত্রা উভয়ই বৃদ্ধি পায়। ফলে প্রযুক্ত তাপ একদিকে গ্যাসের তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে এবং অপরদিকে বাহ্যিক চাপের বিরুদ্ধে গ্যাসের আয়তন বৃদ্ধি করে কিছু কাজ সম্পন্ন করে। সুতরাং স্থির আয়তনে 1 মোল গ্যাসের তাপমাত্রা 1K পর্যন্ত বৃদ্ধি করতে যে তাপের প্রয়োজন হবে স্থির চাপে ওই গ্যাসের তাপমাত্রা 1K বৃদ্ধি করতে তা অপেক্ষা কিছু বেশি তাপের প্রয়োজন হবে। কেননা দ্বিতীয় ক্ষেত্রে বাহ্যিক চাপের বিরুদ্ধে কাজ করে আয়তন বৃদ্ধি করতে কিছু অতিরিক্ত তাপ লাগবে। অর্থাৎ C_P=C_V+ বাহ্যিক চাপের বিরুদ্ধে কাজের সমতুল তাপ। সুতরাং C_P>C_V।