শক্তির রূপান্তর

শক্তি রূপান্তর, এনার্জি রূপান্তর হিসাবেও পরিচিত, এক রূপ থেকে অন্য রূপে শক্তি পরিবর্তনের প্রক্রিয়া। পদার্থবিজ্ঞানে, শক্তি এমন একটি পরিমাণ যা কাজ সম্পাদনের সক্ষমতা সরবরাহ করে (উদাঃ কোনও বস্তু উত্তোলন) বা তাপ সরবরাহ করে। রূপান্তরযোগ্য হওয়ার পাশাপাশি শক্তি সংরক্ষণের আইন অনুসারে, শক্তি অন্য কোনও স্থান বা বস্তুতে স্থানান্তরিত হয় তবে এটি তৈরি বা ধ্বংস হতে পারে না।

আগুন শক্তি রূপান্তরকরণের একটি উদাহরণ

এর বেশিরভাগ রূপের শক্তি প্রাকৃতিক প্রক্রিয়াগুলিতে বা সমাজকে গরম করার জন্য, রেফ্রিজারেশন, আলোতে বা মেশিনগুলি চালনার জন্য যান্ত্রিক কাজ সম্পাদনের মতো কিছু পরিষেবা সরবরাহ করতে ব্যবহৃত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, কোনও বাড়ি গরম করার জন্য চুল্লি জ্বালানী পোড়ায়, যার রাসায়নিক সম্ভাব্য শক্তি তাপ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়, যা তারপরে তাপমাত্রা বাড়াতে বাড়ির বাতাসে স্থানান্তরিত হয়।

তাপ শক্তির রূপান্তরকরণের সীমাবদ্ধতাসম্পাদনা

১০০% দক্ষতার সাথে অন্যান্য রূপের শক্তি থেকে তাপীয় শক্তিতে রূপান্তরগুলি ঘটতে পারে। [১] ঘন এবং অনুরূপ প্রক্রিয়াগুলির কারণে তাপীয়ভাবে সর্বদা কিছুটা বিলুপ্ত থাকাকালীন সর্বদা শক্তির অ-তাপীয় রূপগুলির মধ্যে রূপান্তর মোটামুটি উচ্চ দক্ষতার সাথে ঘটতে পারে। কখনও কখনও দক্ষতা ১০০% এর কাছাকাছি হয়, যেমন যখন কোনও বস্তু শূন্যতায় পড়ে তখন সম্ভাব্য শক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এটি বিপরীত ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য; উদাহরণস্বরূপ, অন্য দেহের চারপাশে উপবৃত্তাকার কক্ষপথে একটি বস্তু তার অভিজাত দেহ থেকে দূরে সরে যাওয়ার সাথে সাথে তার গতিশক্তি (গতি )কে মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তিতে (অন্য বস্তুর দূরত্ব) রূপান্তর করে। এটি যখন সর্বাধিক পয়েন্টে পৌঁছায়, তখন এটি প্রক্রিয়াটি বিপরীত করবে, সম্ভাব্য শক্তিটিকে গতিতে রূপান্তরিত করবে এবং ত্বরান্বিত করবে। যেহেতু স্থানটি একটি শূন্যস্থান, তাই এই প্রক্রিয়াটির প্রায় ১০০% দক্ষতা রয়েছে।

তাপীয় শক্তি খুব অনন্য কারণ এটি অন্যান্য রূপের শক্তিতে রূপান্তরিত হতে পারে না। তাপ / তাপ শক্তির ঘনত্বের (তাপমাত্রা) কেবলমাত্র একটি পার্থক্য কাজ সম্পাদন করতে ব্যবহৃত হতে পারে এবং এই রূপান্তরটির কার্যকারিতা (অনেক বেশি) ১০০% এর চেয়ে কম হবে। এর কারণ হ'ল তাপ শক্তি বিশেষত বিক্ষিপ্ত আকারের শক্তির প্রতিনিধিত্ব করে; এটি সিস্টেমে গঠিত মাইক্রোস্কোপিক কণার সংগ্রহের অনেকগুলি উপলভ্য রাজ্যের মধ্যে এলোমেলোভাবে ছড়িয়ে পড়েছে (প্রতিটি কণার জন্য অবস্থান এবং গতির এই সংমিশ্রণগুলি একটি পর্যায়ের স্থান গঠনের জন্য বলা হয়)। এই ব্যাধি বা এলোমেলোতার পরিমাপটি এনট্রপি এবং এর সংজ্ঞায়িত বৈশিষ্ট্যটি হ'ল কোনও বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের এনট্রপি কখনই হ্রাস পায় না। কেউ এন্ট্রপি অন্য কোথাও না গিয়ে, কোনও উচ্চ-এনট্রপি সিস্টেম (কোনও নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপীয় শক্তি সহ একটি উত্তপ্ত পদার্থের মতো) গ্রহণ করতে পারে না এবং এটি একটি নিম্ন এনট্রপি অবস্থায় রূপান্তরিত করতে পারে (স্বল্প তাপমাত্রার মতো, একই সাথে কম শক্তির সাথে) (পার্শ্ববর্তী বাতাসের মতো) অন্য কথায়, অন্য কোথাও শক্তি ছড়িয়ে না দিয়ে শক্তি কেন্দ্রীকরণের কোনও উপায় নেই।

একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় ভারসাম্যের মধ্যে তাপীয় শক্তি ইতিমধ্যে সমস্ত সম্ভাব্য রাজ্যের মধ্যে সর্বাধিক সন্ধ্যাকালীন শক্তি উপস্থাপন করে কারণ এটি "দরকারী" রূপে সম্পূর্ণরূপে রূপান্তরিত হয় না, অর্থাৎ তাপমাত্রাকে প্রভাবিত করার চেয়ে আরও কিছু করতে পারে এমন একটি। থার্মোডিনামিক্সের দ্বিতীয় আইন বলে যে একটি বদ্ধ ব্যবস্থার এন্ট্রপি কখনই হ্রাস করতে পারে না। এই কারণে তাপমাত্রা নিখোঁজের সাথে যুক্ত এন্ট্রপির হ্রাসের জন্য ক্ষতিপূরণ দেওয়ার জন্য, যদি মহাবিশ্বের এনট্রপি অন্য উপায়ে বৃদ্ধি করা হয় তবে কেবল কোনও সিস্টেমের তাপীয় শক্তি 100% এর দক্ষতার সাথে অন্যান্য ধরণের শক্তিতে রূপান্তরিত হতে পারে এবং এর এনট্রপি সামগ্রী। অন্যথায়, তাপীয় শক্তির কেবলমাত্র একটি অংশ অন্য ধরণের শক্তিতে রূপান্তরিত হতে পারে (এবং এইভাবে দরকারী কাজ)। কারণ তাপের অবশিষ্টাংশটি কম তাপমাত্রায় তাপ জলাশয়ে স্থানান্তরিত করতে অবশ্যই সংরক্ষণ করা উচিত। এই প্রক্রিয়াটির জন্য এন্ট্রপির বৃদ্ধি অন্যান্য তাপের অন্যান্য ধরণের শক্তিতে রূপান্তরিত হওয়ার সাথে জড়িত এনট্রপি হ্রাসের চেয়ে বেশি।

শক্তির রূপান্তরকে আরও কার্যকর করার জন্য, তাপীয় রূপান্তর এড়ানো বাঞ্ছনীয়। উদাহরণস্বরূপ, পারমাণবিক চুল্লিগুলির কার্যকারিতা, যেখানে নিউক্লিয়াসের গতিশক্তি প্রথমে তাপীয় শক্তি এবং পরে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়, প্রায় 35% এর মধ্যে রয়েছে। [২][৩] শক্তি রূপান্তর, শক্তি রূপান্তর প্রক্রিয়া দক্ষতা নাটকীয়ভাবে উন্নত করা যেতে পারে। [৪]

শক্তি রূপান্তর ইতিহাসসম্পাদনা

শক্তি আমাদের দৈনন্দিন জীবনের মৌলিক প্রয়োজন। এতটুকু, যে জীবনের মান এবং এমনকি এটির জীবনযাত্রা, শক্তির প্রাপ্যতার উপর নির্ভরশীল। সুতরাং, শক্তির বিভিন্ন উত্স, এক রূপ থেকে শক্তিতে রূপান্তরকরণ এবং এই রূপান্তরগুলির অন্তর্নিহিতগুলির ধারণাগত ধারণা থাকা আমাদের পক্ষে আবশ্যক।

আপনি নিশ্চয়ই শুনেছেন যে এক রূপ থেকে অন্য রূপে শক্তি রূপান্তর একটি সুপরিচিত ঘটনা। এমনকি শক্তির সংরক্ষণের আইন আমাদের বলে দেয় যে শক্তির সাথে ঘটে যাওয়া একমাত্র জিনিসটি এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তর। এর অর্থ হ'ল আমরা বৈদ্যুতিক শক্তিকে তাপশক্তি এবং হালকা শক্তিতে রূপান্তর করতে পারি, সৌর শক্তিকে রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তর করতে পারি, সম্ভাব্য শক্তি গতিবেগ শক্তিতে রূপান্তর করতে পারি, মহাকর্ষীয় সম্ভাব্য শক্তি গতিশক্তি শক্তিতে রূপান্তর করা যায় ইত্যাদি

শক্তি রূপান্তরকে সেই প্রক্রিয়া হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যেখানে এক রূপ থেকে অন্য রূপে শক্তির পরিবর্তন হয় যেমন পারমাণবিক শক্তিকে তাপ শক্তিতে রূপান্তর করা, হালকা শক্তিকে উত্তাপে রূপান্তরকরণ, তাপীয় শক্তি কর্মে রূপান্তর ইত্যাদি ভিস ভিভা (জীব শক্তি) এর ধারণা থেকে শক্তির আধুনিক ধারণাটি আবির্ভূত হয়েছিল, যা লাইবনিজ কোনও বস্তুর ভর এবং তার বেগের বর্গ হিসাবে পণ্য হিসাবে সংজ্ঞায়িত হয়েছিল; তিনি বিশ্বাস করেছিলেন যে মোট ভিস ভিভা সংরক্ষণ করা হয়েছিল। ঘর্ষণজনিত কারণে ধীর হওয়ার কারণ হিসাবে, লাইবনিজ দাবি করেছিলেন যে তাপ পদার্থের এলোমেলো গতি নিয়ে গঠিত - নোভাম অর্গাননে বেকন দ্বারা বর্ণিত একটি দৃষ্টিভঙ্গি ইঙ্গিতমূলক যুক্তি তুলে ধরে এবং আইজ্যাক নিউটনের দ্বারা ভাগ করা হয়েছে, যদিও এটি এক শতাব্দীরও বেশি সময় হবে। যতক্ষণ না এটি সাধারণত গৃহীত হয়।

অন্যান্য শক্তি রূপান্তরসম্পাদনা

অনেকগুলি বিভিন্ন মেশিন এবং ট্রান্সডুসার রয়েছে যা একটি শক্তি ফর্মকে অন্য একটি রূপান্তর করে। উদাহরণগুলির একটি সংক্ষিপ্ত তালিকা নিম্নলিখিত:

থার্মোইলেক্ট্রিক (তাপবৈদ্যুতিক শক্তি) ভূতাত্ত্বিক শক্তি (তাপ → বৈদ্যুতিক শক্তি) তাপ ইঞ্জিনগুলি, যেমন গাড়িতে ব্যবহৃত অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন বা বাষ্প ইঞ্জিন (তাপ → যান্ত্রিক শক্তি) মহাসাগর তাপ শক্তি (তাপ → বৈদ্যুতিক শক্তি) জলবিদ্যুৎ (মাধ্যাকর্ষণ সম্ভাব্য শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি) ৈবদ্যুতিক জেনারেটর (গতিশীল শক্তি বা যান্ত্রিক কাজ → বৈদ্যুতিক শক্তি) জ্বালানী কোষ (রাসায়নিক শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি) ব্যাটারি (বিদ্যুৎ) (রাসায়নিক শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি) আগুন (রাসায়নিক শক্তি → তাপ এবং হালকা) বৈদ্যুতিক বাতি (বৈদ্যুতিক শক্তি তাপ এবং আলো) মাইক্রোফোন (শব্দ → বৈদ্যুতিক শক্তি) তরঙ্গ শক্তি (যান্ত্রিক শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি) উইন্ডমিলস (বায়ু শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি বা যান্ত্রিক শক্তি) পাইজোইলেক্ট্রিক্স (স্ট্রেইন → বৈদ্যুতিক শক্তি) ঘর্ষণ (গতিবেগ শক্তি তাপ) বৈদ্যুতিক হিটার (বৈদ্যুতিক শক্তি → তাপ) সালোকসংশ্লেষণ (বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বিকিরণ রাসায়নিক শক্তি) এটিপি হাইড্রোলাইসিস (অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফেটে রাসায়নিক শক্তি → যান্ত্রিক শক্তি)

আরো দেখুনসম্পাদনা

তথ্যসূত্রসম্পাদনা

  1. Pandey, Er. Akanksha (৯ ফেব্রুয়ারি ২০১০)। "Advantages and Limitations of Ocean Thermal Energy Conversion"India Study Channel টেমপ্লেট:Self-published inline
  2. Dunbar, William R.; Moody, Scott D.; Lior, Noam (মার্চ ১৯৯৫)। "Exergy analysis of an operating boiling-water-reactor nuclear power station"। Energy Conversion and Management36 (3): 149–159। ডিওআই:10.1016/0196-8904(94)00054-4 
  3. Wilson, P.D. (১৯৯৬)। The Nuclear Fuel Cycle: From Ore to Waste। New York: Oxford University Press [পৃষ্ঠা নম্বর প্রয়োজন]
  4. Shinn, Eric; Hübler, Alfred; Lyon, Dave; Perdekamp, Matthias Grosse; Bezryadin, Alexey; Belkin, Andrey (জানুয়ারি ২০১৩)। "Nuclear energy conversion with stacks of graphene nanocapacitors"। Complexity18 (3): 24–27। ডিওআই:10.1002/cplx.21427বিবকোড:2013Cmplx..18c..24S 

আরো পড়ুনসম্পাদনা

  • "Energy—Volume 3: Nuclear energy and energy policies"। Applied Energy5 (4): 321। অক্টোবর ১৯৭৯। ডিওআই:10.1016/0306-2619(79)90027-8