---

তাপগতিবিদ্যা শব্দটি এসেছে দুটি শব্দ থেকে — “Thermo” (তাপ) এবং “Dynamics” (গতিবিদ্যা)।
অর্থাৎ, এটি তাপ ও গতির সম্পর্ক ব্যাখ্যা করে।
এই শাখায় আমরা তাপ, কাজ, শক্তি এবং সিস্টেমের অবস্থার পরিবর্তন নিয়ে আলোচনা করি।

তাপগতিবিদ্যা আমাদের শেখায় —

“শক্তি কখনও সৃষ্টি বা বিনষ্ট হয় না, বরং এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হয়।”

---

🌡️ তাপগতিবিদ্যার প্রাথমিক ধারণা

🔸 ১. সিস্টেম ও পরিবেশ

• সিস্টেম (System): যেই অংশটিকে আমরা বিশ্লেষণ করছি (যেমন: পিস্টন ভরা গ্যাস)।
• পরিবেশ (Surroundings): সিস্টেমের বাইরের সবকিছু।
• Boundary (সীমানা): সিস্টেম ও পরিবেশের মধ্যে বিভাজন রেখা।

🔸 ২. সিস্টেমের প্রকারভেদ

প্রকার	বর্ণনা	উদাহরণ
খোলা সিস্টেম (Open System)	তাপ ও পদার্থ দুটোই আদান-প্রদান হয়	ফুটন্ত পানির পাত্র
বন্ধ সিস্টেম (Closed System)	তাপ আদান-প্রদান হয়, পদার্থ নয়	পিস্টনভর্তি গ্যাস
নির্বিচ্ছিন্ন সিস্টেম (Isolated System)	তাপ বা পদার্থ কোনো আদান-প্রদান হয় না	থার্মোস ফ্লাস্ক

🔸 ৩. অবস্থা (State) ও অবস্থা পরিবর্তন (Process)

সিস্টেমের অবস্থা নির্ভর করে তার চাপ (P), আয়তন (V) ও তাপমাত্রা (T)-এর উপর।
অবস্থা পরিবর্তনের ধরনগুলো হলো —

• সমতাপীয় (Isothermal) → তাপমাত্রা স্থির থাকে।
• সমচাপীয় (Isobaric) → চাপ স্থির থাকে।
• সমআয়তনীয় (Isochoric) → আয়তন স্থির থাকে।
• নিরোধক (Adiabatic) → তাপ আদান-প্রদান হয় না।

---

⚖️ তাপগতিবিদ্যার প্রধান তিনটি সূত্র

🔹 প্রথম সূত্র (Law of Conservation of Energy)

শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস হয় না, এটি কেবল এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হয়।
[
\Delta U = Q – W
]
যেখানে,
ΔU = অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন
Q = তাপ শোষণ
W = সম্পাদিত কাজ

📘 উদাহরণ: একটি গ্যাস যদি ২০০ J তাপ শোষণ করে এবং ৫০ J কাজ করে,
তাহলে ΔU = 200 – 50 = 150 J

---

🔹 দ্বিতীয় সূত্র (Second Law of Thermodynamics)

তাপ কখনও স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঠান্ডা স্থান থেকে গরম স্থানে প্রবাহিত হয় না।

এই সূত্র থেকে দুটি গুরুত্বপূর্ণ ধারণা পাওয়া যায় —

1. কোনো তাপ ইঞ্জিন ১০০% দক্ষ হতে পারে না।
2. এনট্রপি (Entropy) বা বিশৃঙ্খলা সবসময় বৃদ্ধি পায়।

📘 উদাহরণ: ফ্রিজ বা এয়ার কন্ডিশনারে তাপকে ঠান্ডা স্থান থেকে গরম স্থানে স্থানান্তর করতে বাহ্যিক কাজ (Work) করতে হয়।

---

🔹 তৃতীয় সূত্র (Third Law of Thermodynamics)

যখন কোনো পদার্থের তাপমাত্রা শূন্য কেলভিন (0 K) এ পৌঁছে, তখন তার এনট্রপি প্রায় শূন্য হয়ে যায়।

এটি ব্যাখ্যা করে কেন 0 K তাপমাত্রা বাস্তবে অর্জন করা সম্ভব নয়।

---

⚙️ তাপ ইঞ্জিন ও রেফ্রিজারেটর

🔸 তাপ ইঞ্জিন (Heat Engine)

একটি তাপ ইঞ্জিন উচ্চ তাপমাত্রার উৎস থেকে তাপ গ্রহণ করে, কিছু অংশকে কাজ হিসেবে রূপান্তরিত করে এবং বাকি অংশ ঠান্ডা জায়গায় ত্যাগ করে।
[
\text{দক্ষতা, } \eta = \frac{W}{Q_1} = 1 – \frac{Q_2}{Q_1}
]

🔸 রেফ্রিজারেটর (Refrigerator)

রেফ্রিজারেটর বিপরীতভাবে কাজ করে — এটি ঠান্ডা স্থান থেকে তাপ শোষণ করে এবং গরম স্থানে পাঠায়, যা চালাতে বাহ্যিক কাজ প্রয়োজন।

---

🔍 বাস্তব জীবনে তাপগতিবিদ্যার প্রয়োগ

ক্ষেত্র	প্রয়োগ
🚗 গাড়ির ইঞ্জিন	জ্বালানি দহন থেকে কাজ উৎপাদন
❄️ ফ্রিজ / এ.সি.	তাপ স্থানান্তর
⚙️ পাওয়ার প্ল্যান্ট	বাষ্পচালিত টারবাইন সিস্টেম
🧬 জীববিজ্ঞান	কোষের শক্তি রূপান্তর প্রক্রিয়া

---

📘 HSC পরীক্ষায় গুরুত্ব

• প্রতি বছর ২–৩ CQ প্রশ্ন ও ৫–৭ MCQ প্রশ্ন আসে।
• বিশেষ করে “প্রথম সূত্র”, “তাপ ইঞ্জিন”, “দক্ষতা”, “অবস্থা পরিবর্তন” — এগুলো থেকে প্রায় প্রতি বছর প্রশ্ন থাকে।

---

🧠 গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নসমূহ

🔹 বহুনির্বাচনি প্রশ্ন (MCQ)

1. কোনটি তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রের সমীকরণ?
   ক. Q = W
   খ. ΔU = Q – W
   গ. ΔU = W – Q
   ঘ. Q = ΔU + T
   ✅ উত্তর: খ
2. একটি নিরোধক প্রক্রিয়ায় তাপের মান কত?
   ক. ধনাত্মক
   খ. ঋণাত্মক
   গ. শূন্য
   ঘ. অপরিবর্তিত
   ✅ উত্তর: গ
3. তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা ১ বা ১০০% হতে পারে না কেন?
   ক. তাপ ক্ষয় হয় না
   খ. শক্তি সৃষ্টি হয়
   গ. কিছু তাপ সবসময় অপচয় হয়
   ঘ. কাজ উৎপন্ন হয় না
   ✅ উত্তর: গ
4. তাপমাত্রা 0 K হলে এনট্রপি কেমন হয়?
   ক. বেশি
   খ. অপরিবর্তিত
   গ. শূন্য
   ঘ. অসীম
   ✅ উত্তর: গ

---

🔹 সৃজনশীল প্রশ্ন (CQ)

1. তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র ব্যাখ্যা করো এবং এর প্রমাণ দাও।
2. তাপ ইঞ্জিনের কার্যপদ্ধতি ও দক্ষতার সূত্র ব্যাখ্যা করো।
3. দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী রেফ্রিজারেটরের কাজের বর্ণনা দাও।
4. নিরোধক প্রক্রিয়া বলতে কী বোঝায়? উদাহরণসহ ব্যাখ্যা করো।
5. শূন্য কেলভিনে এনট্রপির পরিবর্তন ব্যাখ্যা করো।

---

🧾 উপসংহার

তাপগতিবিদ্যা আমাদের শেখায় শক্তি কীভাবে কাজ করে এবং প্রকৃতির সব পরিবর্তনের মূল চালিকা শক্তি কী।
ইঞ্জিন, ফ্রিজ, বিদ্যুৎ উৎপাদন কিংবা জীবের জীবনধারা — সবকিছুর ভিতরেই এই অধ্যায়ের বাস্তব প্রয়োগ রয়েছে।
তাই পরীক্ষার প্রস্তুতিতে এটি শুধু একটি অধ্যায় নয়, বরং বোঝাপড়ার ভিত্তি গঠনের মূল অংশ।