চাপ (Pressure)

নবম-দশম শ্রেণি (মাধ্যমিক) - পদার্থবিজ্ঞান - পদার্থের অবস্থা ও চাপ (State of matter and pressure) | NCTB BOOK

Summary

পদার্থবিজ্ঞানে "চাপ" শব্দটির একটি নির্দিষ্ট অর্থ রয়েছে, যা আমাদের দৈনন্দিন কথাবার্তায় বিভিন্নভাবে ব্যবহৃত হয়। চাপের ধারণা বুঝতে হলে প্রথমে জানা দরকার যে চাপ হল বলের পরিমাণ যে ক্ষেত্রফলে প্রয়োগ করা হচ্ছে তার উপর ভিত্তি করে। চাপের সূত্র হল: P = F/A, যেখানে P চাপ, F বল এবং A ক্ষেত্রফল।

যখন হাতের তালুর ক্ষেত্রফল A, এবং প্রয়োগ করা বল F হয়, তখন চাপ P হবে। যদি প্রয়োগের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পায়, তখন চাপ কমে যায় এবং ক্ষেত্রফল কম হলে চাপ বেড়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, একটি পেরেকের সুচালো মাথা খুব ছোট ক্ষেত্রফলে হলেও চাপ বেশি হওয়ায় এটি কাঠে সহজে প্রবেশ করতে পারে।

চাপের একক প্যাসকেল (Pa), যা 1N বল 1m² ক্ষেত্রফলের উপর প্রয়োগ করার সমান। চাপ একটি স্কেলার রাশি, যার কোনও দিক থাকে না, যা তরল বা গ্যাসে খুব গুরুত্বপূর্ণ।

আমরা আমাদের দৈনন্দিন কথাবার্তায় চাপ শব্দটা নানাভাবে ব্যবহার করলেও পদার্থবিজ্ঞানে চাপ শব্দটার একটা সুনির্দিষ্ট অর্থ রয়েছে। আমরা আগের অধ্যারগুলোতে নানা সময় নানা ধরনের বল প্রয়োগ করার কথা বলেছি, তবে বলটি ঠিক কীভাবে প্রয়োগ করা হবে, সেটি বলা হয়নি। যেমন তুমি একটা পাথরকে এক হাতে ঠেলতে পার, দুই হাতে ঠেলতে পার কিংবা তোমার সারা শরীর দিয়ে ঠেলতে পার। প্রত্যেকবার তুমি সমান পরিমাণ বল প্রয়োগ করলেও চাপ কিন্তু হবে ভিন্ন। প্রথম ক্ষেত্রে তুমি তোমার হাতের তালুর ক্ষেত্রফলের ভেতর দিয়ে বল প্রয়োগ করেছ, যদি তোমার প্রয়োগ করা বল হয় F এবং হাতের তালুর ক্ষেত্রফল হয় A তাহলে চাপ P হচ্ছে

$P = \frac{F}{A}$

চাপের একক $N m^{- 2}$ অথবা Pa (প্যাসকেল)

চাপের মাত্রা

কাজেই দ্বিতীয় ক্ষেত্রে দুই হাত ব্যবহার করায় বল প্রয়োগকারী ক্ষেত্রফল দ্বিগুণ বেড়ে যাবে বলে চাপ অর্ধেক হয়ে যাবে, তৃতীয় ক্ষেত্রে সারা শরীর ব্যবহার করে বল প্রয়োগ করায় বা প্রয়োগকারী ক্ষেত্রফল আরো বেড়ে যাবে তাই চাপ আরো কমে যাবে।

বল একটি ভেক্টর, তাই তোমাদের ধারণা হতে পারে চাপ P বুঝি ভেক্টর কিন্তু মজার ব্যাপার হচ্ছে চাপ P কিছু একটা স্কেলার রাশি এবং আমরা যদি সঠিকভাবে লিখতে চাই তাহলে এটি লেখা উচিত এভাবে:

F= PA

অর্থাৎ ক্ষেত্রফলকেই ভেক্টর হিসেবে ধরা হয়! ভেক্টরের পরিমাপ আর দিক থাকতে হয়, ক্ষেত্রফলের পরিমাণটুকু হচ্ছে ভেক্টরের পরিমাণ, ক্ষেত্রফলের উপর লম্ব হচ্ছে ভেক্টরের দিক। চাপ স্কেলার হওয়ার কারণে এর কোনো দিক নেই। এটি খুবই প্রয়োজনীয়, কারণ চাপ ধারণাটিকঠিন পদার্থ থেকে অনেক বেশি প্রয়োজনীয় তরল কিংবা বায়বীয় পদার্থে। তরল বা বায়বীয় পদার্থযখন চাপ প্রয়োগ করে তখন আসলে সেটি দিকের উপর নির্ভর করে না। এই বিষয়টি আমরা একটুপরেই দেখব।

আবার এর উল্টোটাও সত্যি, বল প্রয়োগ করার অংশটুকুর ক্ষেত্রফল যদি কম হয় তাহলে চাপ বেড়ে যায়। একটি পেরেকের সুচালো মুখের ক্ষেত্রফল খুবই কম তাই এটি যখন কাঠ বা দেয়ালে স্পর্শ করে পেছনের চওড়া মাথায় হাতুড়ি দিয়ে আঘাত করা হয় তখন বলটি সুচালো মাথা দিয়ে কাঠ বা দেয়ালে চাপ দেয়। সুচালো মাথার ক্ষেত্রফল যেহেতু খুবই কম তাই চাপটি খুবই বেশি এবং অনায়াসে কাঠ বা দেয়ালে ঢুকে যেতে পারে। ছুরির বেলাতেও এই কথাটি সত্যি। তার ধারালো মাথা খুব সরু বলে সেই মাথা দিয়ে কোনো কিছুতে অনেক চাপ দিতে পারে এবং সহজেই সেটি ব্যবহার করে কাটা সম্ভব।

চাপের এককের আরেকটি নাম প্যাসকেল (Pa), 1N বল 1 $m^{2}$ ক্ষেত্রফলের উপর প্রয়োগ করলে 1 Pa (1 প্যাসকেল) চাপ প্রয়োগ করা হয়।

Content added By