বৃহৎ সিস্টেম বা তাপগতীয় সিস্টেমটি যদি কোন অসীম, অনুত্তেজিত পরিবেশের সহাবস্থানে থাকে, তাহলে সেই পরিবেশকে কী বলা হয় ?
13473#0
তাপগতিবিজ্ঞান () পদার্থবিজ্ঞানের একটি শাখা যেখানে তাপশক্তি ও তাপমাত্রা এবং এরসাথে শক্তি ও কাজের সম্পর্ক নিয়ে আলোচনা করা হয়। তাপগতিবিজ্ঞানের মূলনীতিগুলি বিজ্ঞান ও প্রকৌশলের সমস্ত শাখায় মৌলিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ।
তাপগতিবিজ্ঞানের কেন্দ্রীয় ধারণা হল বৃহৎ সিস্টেম (macroscopic system)। জ্যামিতিকভাবে আলাদা করা যায় এমন একটি পদার্থ-অংশকে বৃহৎ সিস্টেম নামে সংজ্ঞায়িত করা হয়। সেই জ্যামিতিক গণ্ডির বাইরে বিশ্বের (universe) যে অংশ, তাকে পরিবেশ বলে। যদি সিস্টেমটি কোন অসীম, অনুত্তেজিত পরিবেশের সহাবস্থানে থাকে, তাহলে সেই পরিবেশকে রিজার্ভয়ার (reservoir) বলে।
তাপগতিবিজ্ঞান
13473#2
সিস্টেমটির ভারসাম্যাবস্থাকে নির্দেশ করার যে চলক সেটি হল এনট্রপি। খুব সহজভাবে বলতে গেলে, এনট্রপি সিস্টেমটির মধ্যে বিশৃঙ্খলার একটি পরিমাপ। যখন একটি সিস্টেমের এনট্রপি সর্বাধিক হয়, তখন সেটি ভারসাম্যাবস্থায় চলে আসে। আর ভারসাম্যাবস্থার সবথেকে গুরুত্ত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল, এই অবস্থায় যে কোন বৃহৎ সিস্টেমের চলকগুলি বিগত পরিবর্তনের অনপেক্ষ হয়ে যায়, আর সময়ের সাথে তারা আর পাল্টায় না।
যখন কোন বৃহৎ সিস্টেম একটি ভারসাম্যাবস্থা থেকে আরেকটি ভারসাম্যাবস্থায় রূপান্তরিত হয়, তখন বলা হয় একটি তাপগতিবৈজ্ঞানিক প্রক্রিয়া নিষ্পন্ন হয়েছে। কিছু কিছু তাপগতিবৈজ্ঞানিক প্রক্রিয়া বিপরীতকরণযোগ্য, আর অন্যগুলির বিপরীতকরণ সম্ভব নয়। ১৯শ শতাব্দীতে অত্যন্ত কষ্টসাধ্য পরীক্ষণের মাধ্যমে আবিষ্কৃত তাপগতিবৈজ্ঞানিক সূত্রগুলি সমস্ত তাপগতিবৈজ্ঞানিক প্রক্রিয়ার আচরণ নিয়ন্ত্রণ করে এবং এগুলির সীমা নির্ধারণ করে।
তাপগতিবিজ্ঞান
138481#1
তাপীয় পাওয়ার স্টেশনে যান্ত্রিক শক্তি উৎপাদিত হয় তাপ ইঞ্জিনের মাধ্যমে যা জ্বালানী জ্বালিয়ে তাপশক্তি সরবরাহ করে।বেশির ভাগ তাপীয় পাওয়ার স্টেশন বাস্প উৎপাদন করে যা বাস্পীয় পাওয়ার স্টেশন নামেও পরিচিত।তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী তাপশক্তির পুরোটা যান্ত্রিক শক্তিতে পরিণত হতে পারে না।তাই পরিবেশে কিছু তাপের পরিগমন ঘটে।যদি ক্ষতিটা উপকারী তাপে পরিণত হয় তখন পাওয়ার প্ল্যান্টে সহকারী পাওয়ার স্টেশন থাকে যাকে কম্বাইন্ড হিট এ্যান্ড পাওয়ার প্ল্যান্ট বলা হয়।
বাস্পের সর্বোচ্চ তাপমাত্রার মাধ্যমে স্টিম টারবাইনের কার্যক্ষমতা সীমাবদ্ধএবং শুধু মাত্র সরাসরি জ্বালানী ব্যবহারের মাঝে সীমাবদ্ধ না।একই বাস্পীয় অবস্থার জন্য, কয়লা , নিউক্লিয়ার ও গ্যাস পাওয়ার প্ল্যান্টের তাত্ত্বিকভাবে একই কার্যক্ষমতা।
তাপীয় পাওয়ার স্টেশনে জ্বালানী ব্যবহারের দিক থেকে ও প্রাইম মুভারের ব্যবহারের দিক থেকে নানা ভাগে ভাগ করা যায়।
বিদ্যুৎ উৎপাদন কেন্দ্র
628752#10
ডানপাশের সজীব চিত্রকল্পটি একটি ধাতব দন্ডে তাপ পরিবর্তনের ধারাকে বর্ণনা করছে। তাপীয় সমীকরণের একটি মজাদার ধর্ম হল সর্বাধিকতার নীতি। এই নীতি থেকে জানা যায়, "u" এর সর্বাধিক মান হয় পরীক্ষণীয় অঞ্চলের থেকে পূর্ব সময়ের হবে, অথবা পরীক্ষণীয় অঞ্চলের কিনারা বরাবর অবস্থান করবে। এথেকে বোঝা যায়, তাপমাত্রা কোন উৎস থেকে আগত অথবা পূর্ব থেকেই ঐ বস্তুতে উপস্থিত ছিল কারন, তাপ পরিবাহিত হতে পারে কিন্তু বাহ্যিকভাবে অনস্তিত্বপূর্ণ কোন কিছু থেকে সৃষ্টি হতে পারে না। এটি অধিবৃত্তীয় আংশিক ব্যবকলনীয় সমীকরণের একটি ধর্ম যা সহজেই গাণিতিকভাবে প্রমাণ করা সম্ভব(নিচে দেখুন)।
তাপীয় সমীকরণ
72484#10
বিশেষভাবে বলতে গেলে আংশিক অন্তরক সমীকরণ, যোগজ সমীকরণ এবং আইগেন মান সংক্রান্ত সমস্যাসমূহের সমাধানে এই নীতি চমৎকারভাবে প্রয়োগ করা হয়। জোসেফ ফুরিয়ে-র তাপগতিবিদ্যার গাণিতিক তত্ত্বে এই ধরনের বিশ্লেষণের প্রথম উদাহরণ দেখা যায়। তার এই বিশ্লেষণী তত্ত্বমতে তাপ সমীকরণের যেকোন সমাধানকে অসীম সংখ্যক স্বাধীন অংশে বিশ্লিষ্ট করা যায়, যা R-এর একটি ভেক্টরকে তিনটি উল্লম্ব ভেক্টরের রৈখিক সমাবেশ আকারে প্রকাশ করার প্রক্রিয়ার সাথে তুলনীয়। গাণিতিক পদার্থবিজ্ঞানের অন্য অনেক সমীকরণ যেমন তরঙ্গ সমীকরণ এবং হেল্মহোল্‌ৎস সমীকরণকেও এভাবে বিশ্লেষণ করা সম্ভব।
হিলবার্ট জগৎ
42022#6
সিন্ট্যাকটিক উপাংশের একটি অঙ্গ হল "বেস" বা "ভিত্তি"। "বেস" হল কিছু নিয়ম নিয়ে গঠিত একটি ব্যবস্থা যে নিয়মগুলি কিছু অত্যন্ত সীমিত সংখ্যক "বেসিক স্ট্রীং" বা মূলগত সারি উৎপাদন করে। প্রত্যেকটি "বেসিক স্ট্রীং" বা মূলগত সারির সঙ্গেই একটি গঠনমূলক বর্ণনা দেওয়া থাকে যাকে "বেস ফ্রেজ মেকার" বা মূল পদন্যাসকর্তা বলে। এই "বেস ফ্রেজ মেকারগুলিই" হল ডীপ স্ট্রাকচার বা সুগভীর অবয়বের মূল উপাদান। একটি ভাষার প্রত্যেকটি বাক্যের মধ্যেই বেস ফ্রেজ মেকার বা পদন্যাসকর্তাগুলি দিয়ে গঠিত একটি ক্রম বা সারি থাকবে, যে ক্রমটি তৈরী হবে ব্যাকরণের সিন্ট্যাকটিক উপাংশের বেস বা ভিত্তি থেকে। চমস্কি পদন্যাসকর্তা সমন্বিত এই ক্রমসারিকে ওটির সঙ্গে সম্পর্কিত বাক্যের বেসিস বা ভিত্তিভূমি বলেছেন।
রূপান্তরমূলক সৃষ্টিশীল ব্যাকরণ
633307#14
"বিশালত্বের সমাপ্তি" হল এমন একটি পর্যবেক্ষণীয় পরিসর (প্রায় ১০০ মেগাপারসেক বা ৩০ কোটি আলোকবর্ষ পর্যায়ে) যখন মহাবিশ্বের উচ্চমাপের গঠনসমূহ মহাজাগতিক নীতি মেনে সমসত্ত্ব ও সমতাপীয় হয়ে ওঠে। এই মাপনীতে কোন আধি-অনিয়মিত ফ্র্যাক্টাল বৈশিষ্ট্য দেখা যায় না। ক্ষুদ্র পরিসরের জরিপে মহাগুচ্ছ ও তন্তুগুলো যথেষ্ট অসমন্বিত থাকে যে কারণে মহাবিশ্বের মসৃণভাবে বিন্যস্ত বলে মনে হয়। ১৯৯০ এর লোহিতসরণ জরিপসমূহ সম্পন্ন হবার আগ পর্যন্ত এই বিশাল মাত্রার গঠনসমূহ প্রতীয়মান হয়নি।
পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্ব
10349#41
সাধারণ আপেক্ষিকতাতে, একটি কালো গহ্বরে স্পেসটাইমের একটি অঞ্চল হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যার মধ্যে মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রটি এত শক্তিশালী যে কোনও কণা বা বিকিরণ পালাতে পারে না। স্টারেল বিবর্তনের বর্তমান গৃহীত মডেলগুলিতে, বৃহদায়তন বড়গুলি মহাকর্ষীয় সংকটে পড়ে এবং কালো ছিদ্রগুলিতে উত্থিত হয় বলে মনে করা হয়, এবং অনেক ছায়াপথগুলি তাদের কেন্দ্রগুলিতে অত্যধিক কালো ছিদ্র ধারণ করে বলে মনে করা হয়। তাত্ত্বিক কারণে ব্ল্যাক হোলগুলিও গুরুত্বপূর্ণ, কারণ তারা তত্ত্বজ্ঞানগুলির জন্য গুরুত্ত্বের কোয়ান্টাম দিকগুলি বুঝতে চেষ্টা করার জন্য গভীর চ্যালেঞ্জগুলি উপস্থাপন করে। স্ট্রিং তত্ত্বটি কালো গর্তের তাত্ত্বিক বৈশিষ্ট্যের তদন্ত করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার হিসেবে প্রমাণিত হয়েছে কারণ এটি একটি কাঠামো প্রদান করে যা তত্ত্ববিদরা তাদের তাপবিদ্যায় গবেষণা করতে পারে।
স্ট্রিং তত্ত্ব
1520#2
বোলৎসমানের গবেষণা আধুনিক কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞান এবং কোয়ান্টাম বিশ্বতত্ত্বের জন্যও খুব প্রয়োজনীয়। বোলৎসমান মনে করতেন সমগ্র মহাবিশ্ব (বহুবিশ্ব) তাপীয় সাম্যাবস্থায় আছে। তিনি এও বুঝতে পেরেছিলেন, তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র পরম নয়, বরং পরিসাংখ্যিক। সুতরাং সেই সমগ্র মহাবিশ্বের মধ্যে অপরিহার্যভাবেই পরিসাংখ্যিক ব্যত্যয় (ফ্লাকচুয়েশন) শুরু হবে এবং তার স্থানে স্থানে সাম্যাবস্থা থেকে বিচ্যুতি দেখা দেবে। এই স্থানীয় বিচ্যুতিগুলোই জন্ম দেবে আমাদের মত অসংখ্য মহাবিশ্বের। বর্তমানে অবশ্য এ ধরণের চিন্তাধারাকে আক্ষরিক অর্থে গ্রহণ করা হয় না। কারণ পরিসাংখ্যিক ব্যত্যয় বিরল এবং একটি মহাবিশ্ব সৃষ্টির মত ব্যত্যয় আরও বিরল। তবে জ্ঞানের এই ধারার অগ্রদূত হিসেবে লুক্রেতিউসের পরই বোলৎসমানের নাম চিরস্মরণীয় হয়ে থাকবে।
লুডভিগ বোলৎসমান
502392#61
সৃজনবাদীদের এই দাবী সমালোচিত হয়; কারণ তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সুত্র বদ্ধ ব্যবস্থার (যার চারপাশে কখনো পদার্থ অথবা শক্তির রুপান্তর ঘটে না) জন্য প্রযোজ্য। পক্ষান্তরে জীবকূল হচ্ছে উন্মুক্ত ব্যবস্থা, কারণ জীবের ক্ষেত্রে পারিপার্শ্বিকতার সাপেক্ষে শক্তি এবং পদার্থের ক্রমাগত পরিবর্তন ঘটে। উদাহরণস্বরুপ প্রাণী খাদ্য গ্রহণ করে বর্জ্য পদার্থ নিঃসরণ করে। তাপ নিঃসরণ করে এবং শোষণ করে। সূর্য আমাদের এ পৃথিবীতে প্রতি নিয়ত শক্তির যোগান দিয়ে চলেছে। সেই শক্তিকে কাজে লাগিয়ে জীবদেহে কোষের বৃদ্ধি ঘটে, এবং কালের পরিক্রমায় বিবর্তনও ঘটে। শুধুমাত্র জীবদেহের দিকে তাকিয়ে থাকলে মনে হবে যে এনট্রপি কমেছে। কিন্তু ঠিকমত হিসেব-নিকেশ করলে বোঝা যায় , এই ‘আপাতঃ এনট্রপি’ কমাতে গিয়ে শক্তির যোগানটা পড়ছে অনেক বেশী। কাজেই এনট্রপির আসলে নীট বৃদ্ধিই ঘটছে
বিবর্তন বিরোধিতা