শক্তি, শক্তির উৎস ও রুপান্তর

"✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ ???? শক্তি (Energy) হলো ???? কাজ করার সামর্থ্য। পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায়, কোনো বস্তু, কণা বা সিস্টেম যদি কাজ করতে পারে, পরিবর্তন ঘটাতে পারে, তাপ উৎপন্ন করতে পারে, আলো বা শব্দ সৃষ্টি করতে পারে, তাহলে বলা হয় তার মধ্যে শক্তি আছে।
❖ ???? সংজ্ঞা:
➤ কাজ করার সামর্থ্যকে শক্তি বলে।
এটি পদার্থবিজ্ঞানের একটি মৌলিক সংজ্ঞা।
❖ ???? শক্তি কেন গুরুত্বপূর্ণ?
➤ পৃথিবীর প্রতিটি ভৌত ঘটনা শক্তির সাথে সম্পর্কিত
➤ মানুষ হাঁটে → শক্তি
➤ গাড়ি চলে → শক্তি
➤ বিদ্যুৎ ব্যবহার → শক্তি
➤ খাদ্য হজম → শক্তি
➤ উদ্ভিদ খাদ্য তৈরি করে → শক্তি
অর্থাৎ ???? শক্তি ছাড়া কোনো কার্যকলাপ সম্ভব নয়
❖ ???? শক্তির প্রধান রূপসমূহ:
➤ ???? গতিশক্তি (Kinetic Energy) → চলন্ত বস্তুর শক্তি
➤ ???? বিভবশক্তি (Potential Energy) → অবস্থানজনিত শক্তি
➤ ???? তাপশক্তি (Thermal Energy) → তাপের কারণে
➤ ???? তড়িৎ শক্তি (Electrical Energy) → চার্জ প্রবাহ
➤ ???? রাসায়নিক শক্তি (Chemical Energy) → বন্ধনে সঞ্চিত
➤ ???? আলোক শক্তি (Light Energy)
➤ ???? শব্দ শক্তি (Sound Energy)
➤ ???? পারমাণবিক শক্তি (Nuclear Energy)
❖ ???? শক্তির রূপান্তর (Energy Conversion):
➤ ব্যাটারি → রাসায়নিক → তড়িৎ
➤ বাল্ব → তড়িৎ → আলো + তাপ
➤ মোটর → তড়িৎ → যান্ত্রিক
➤ মাইক্রোফোন → শব্দ → তড়িৎ
❖ ???? শক্তির নিত্যতা সূত্র (Law of Conservation of Energy):
➤ শক্তি কখনো সৃষ্টি বা ধ্বংস হয় না
➤ শুধু এক রূপ থেকে অন্য রূপে পরিবর্তিত হয়
➤ মোট শক্তি ধ্রুব থাকে
❖ ???? SI একক:
➤ জুল (Joule)
________________________________________
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ???? ক্ষমতা (Power)
➤ সংজ্ঞা: একক সময়ে কাজ করার হার
➤ সূত্র: P = W / t
➤ একক: ওয়াট
➤ শক্তি নয়, বরং শক্তি ব্যবহারের হার
❖ ???? কাজ (Work)
➤ সংজ্ঞা: বল প্রয়োগে সরণ ঘটলে কাজ হয়
➤ সূত্র: W = F × s
➤ কাজ হলো ফল, সামর্থ্য নয়
❖ ???? বল (Force)
➤ সংজ্ঞা: বস্তুর গতি/আকার পরিবর্তন করে
➤ সূত্র: F = ma
➤ একক: নিউটন
________________________________________"

উত্তর: ক
◈ সঠিক উত্তর: জুল (Joule)।
❖ বিস্তারিত ব্যাখ্যাঃ
✦ শক্তি (Energy): কোনো বস্তু বা ব্যবস্থার কাজ করার সামর্থ্যকে শক্তি বলে। শক্তি একটি স্কেলার রাশি এবং আন্তর্জাতিক একক পদ্ধতিতে (SI) শক্তির একক হলো জুল (Joule), যার প্রতীক J।
✦ জুল (Joule): কোনো বস্তুর ওপর ১ নিউটন বল প্রয়োগের ফলে বলের দিকে ১ মিটার সরণ ঘটলে ওই বল দ্বারা ১ জুল কাজ সম্পন্ন হয়।
✦ কাজ ও শক্তির সম্পর্ক: কাজ হলো শক্তি স্থানান্তরের একটি পদ্ধতি। তাই কাজ ও শক্তির SI একক এবং মাত্রা একই।
✦ জুলের গাণিতিক প্রকাশ:
➤ কাজ = বল × বলের দিকে সরণ।
➤ 1 J = 1 N × 1 m
➤ 1 N = 1 kg·m/s²
➤ সুতরাং, 1 J = 1 kg·m²/s²
✦ শক্তির মাত্রা: ML²T⁻²। এখানে M = ভর, L = দৈর্ঘ্য এবং T = সময়।
✦ এককের রূপান্তর:
➤ ১ কিলোজুল (kJ) = ১০³ জুল = ১০০০ জুল।
➤ ১ মেগাজুল (MJ) = ১০⁶ জুল = ১০,০০,০০০ জুল।
➤ ১ ক্যালরি (cal) ≈ ৪.১৮৪ জুল।
➤ ১ কিলোওয়াট-ঘণ্টা (kWh) = ৩.৬ × ১০⁶ জুল।
✦ বিজ্ঞানীর পরিচয়: জুল এককের নামকরণ করা হয়েছে ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী জেমস প্রেসকট জুল (James Prescott Joule)-এর নামানুসারে। তিনি তাপ ও যান্ত্রিক কাজের সম্পর্ক নির্ণয়ে গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখেন।
✦ শক্তির বিভিন্ন রূপ: যান্ত্রিক শক্তি, তাপশক্তি, রাসায়নিক শক্তি, তড়িৎ শক্তি, আলোকশক্তি ও পারমাণবিক শক্তি। এসব শক্তির SI একক জুল।
❖ অন্যান্য অপশন বিশ্লেষণঃ
✦ ক. জুল (Joule): সঠিক উত্তর। জুল হলো কাজ, শক্তি ও তাপের SI একক। এর মাত্রা ML²T⁻²।
✦ খ. নিউটন (Newton): ভুল। নিউটন হলো বলের SI একক। কোনো বস্তুর ওপর ১ নিউটন বল প্রয়োগ করলে ১ কেজি ভরের বস্তুর ১ মি/সে² ত্বরণ সৃষ্টি হয়। এর মাত্রা MLT⁻²।
✦ গ. কেজি (Kilogram): ভুল। কিলোগ্রাম হলো ভরের SI মৌলিক একক। এর প্রতীক kg এবং মাত্রা M। এটি শক্তি পরিমাপের একক নয়।
✦ ঘ. ওয়াট (Watt): ভুল। ওয়াট হলো ক্ষমতা (Power)-এর SI একক। একক সময়ে সম্পন্ন কাজ বা শক্তি স্থানান্তরের হারকে ক্ষমতা বলে।
➤ ক্ষমতা = কাজ / সময়।
➤ 1 W = 1 J/s
➤ ক্ষমতার মাত্রা = ML²T⁻³।
বিশেষ দ্রষ্টব্য: শক্তি (Energy) ও ক্ষমতা (Power) এক নয়। শক্তি কাজ করার সামর্থ্য নির্দেশ করে, আর ক্ষমতা নির্দেশ করে কত দ্রুত কাজ সম্পন্ন হচ্ছে বা শক্তি স্থানান্তরিত হচ্ছে। যেমন—১০০ ওয়াটের একটি বৈদ্যুতিক বাতি প্রতি সেকেন্ডে ১০০ জুল হারে বৈদ্যুতিক শক্তি ব্যবহার করে।
পরীক্ষার জন্য মনে রাখুন: শক্তি ও কাজের SI একক—জুল (J); বলের একক—নিউটন (N); ভরের একক—কিলোগ্রাম (kg); ক্ষমতার একক—ওয়াট (W)। শক্তি ও কাজের মাত্রা—ML²T⁻² এবং ক্ষমতার মাত্রা—ML²T⁻³।

উত্তর: গ
ব্যাখ্যা: কোন বস্তুর মধ্যে তার পারিপার্শ্বিক অবস্থা বা অবস্থানের সাপেক্ষে অথবা গতির জন্য কাজ করার সামর্থ্য তথা শক্তি থাকে তবে ঐ শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তি বলে। যান্ত্রিক শক্তি দুই প্রকার। যথা- গতিশক্তি ও বিভব শক্তি বা স্থিতি শক্তি। কোনো গতিশীল বস্তু তার গতির জন্য কাজ করার যে সামর্থ্য লাভ করে তাকে গতিশক্তি বলে। স্বাভাবিক অবস্থান বা অবস্থা থেকে পরিবর্তন করে কোনো বস্তুকে অন্য কোনো অবস্থান বা অবস্থায় আনলে বস্তু কাজ করার যে সামর্থ্য অর্জন করে তাকে বিভব শক্তি বলে। বিভব শক্তি = বস্তুর ভর × অভিকর্ষ ত্বরণ × উচ্চতা।
◈ সঠিক উত্তর: যান্ত্রিক শক্তি
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
✦ যান্ত্রিক শক্তি (Mechanical Energy): কোনো বস্তু বা ব্যবস্থার গতি, অবস্থান অথবা বিন্যাসের কারণে যে শক্তি থাকে, তাকে যান্ত্রিক শক্তি বলে। যান্ত্রিক শক্তি হলো গতিশক্তি (Kinetic Energy) ও বিভব শক্তির (Potential Energy) সমষ্টি।
➤ যান্ত্রিক শক্তি = গতিশক্তি + বিভব শক্তি।
➤ E = K + U
এখানে, E = মোট যান্ত্রিক শক্তি, K = গতিশক্তি এবং U = বিভব শক্তি।
✦ গতিশক্তি (Kinetic Energy): কোনো বস্তু গতিশীল থাকার কারণে যে শক্তি অর্জন করে, তাকে গতিশক্তি বলে। বস্তুর ভর ও বেগের ওপর গতিশক্তি নির্ভর করে।
➤ গতিশক্তি, K = 1/2 mv²
এখানে, m = বস্তুর ভর এবং v = বস্তুর বেগ।
➤ বস্তুর ভর দ্বিগুণ হলে একই বেগে গতিশক্তি দ্বিগুণ হয়।
➤ বস্তুর বেগ দ্বিগুণ হলে একই ভরে গতিশক্তি চার গুণ হয়।
➤ উদাহরণ: চলন্ত গাড়ি, ঘূর্ণায়মান ফ্লাইহুইল, প্রবাহিত পানি ও উড়ন্ত বিমান।
✦ বিভব শক্তি (Potential Energy): কোনো বস্তু বা ব্যবস্থার অবস্থান কিংবা বিন্যাসের কারণে সঞ্চিত শক্তিকে বিভব শক্তি বলে। বিভব শক্তি বিভিন্ন ধরনের হতে পারে।
➤ পৃথিবীর পৃষ্ঠের কাছাকাছি অভিকর্ষীয় বিভব শক্তি, U = mgh
এখানে, m = বস্তুর ভর, g = অভিকর্ষজ ত্বরণ (প্রায় 9.8 m/s²) এবং h = নির্ধারিত প্রসঙ্গতলের তুলনায় উচ্চতা।
➤ উদাহরণ: উঁচুতে তোলা ভার, বাঁধে সঞ্চিত পানি এবং উঁচু স্থানে রাখা পাথর।
✦ স্থিতিস্থাপক বিভব শক্তি (Elastic Potential Energy): কোনো স্থিতিস্থাপক বস্তু প্রসারিত বা সংকুচিত হলে তার মধ্যে যে শক্তি সঞ্চিত হয়, তাকে স্থিতিস্থাপক বিভব শক্তি বলে।
➤ আদর্শ স্প্রিংয়ের বিভব শক্তি, U = 1/2 kx²
এখানে, k = স্প্রিং ধ্রুবক এবং x = সাম্যাবস্থা থেকে স্প্রিংয়ের প্রসারণ বা সংকোচনের পরিমাণ।
➤ উদাহরণ: সংকুচিত স্প্রিং, প্রসারিত রাবার ব্যান্ড ও টানটান ধনুক।
✦ যান্ত্রিক শক্তির সংরক্ষণ নীতি (Conservation of Mechanical Energy): কোনো ব্যবস্থায় শুধু সংরক্ষণশীল বল কাজ করলে মোট যান্ত্রিক শক্তি অপরিবর্তিত থাকে। অর্থাৎ গতিশক্তি ও বিভব শক্তি পরস্পরে রূপান্তরিত হলেও তাদের সমষ্টি একই থাকে।
➤ K₁ + U₁ = K₂ + U₂
➤ উদাহরণ: কোনো বস্তু ওপর থেকে নিচে পড়ার সময় তার বিভব শক্তি কমে এবং গতিশক্তি বাড়ে। বায়ুর বাধা উপেক্ষা করলে মোট যান্ত্রিক শক্তি অপরিবর্তিত থাকে।
✦ যান্ত্রিক শক্তির একক ও মাত্রা: যান্ত্রিক শক্তির SI একক জুল (Joule), প্রতীক J এবং মাত্রা ML²T⁻²। গতিশক্তি ও বিভব শক্তির একক এবং মাত্রাও একই।
✦ বাস্তব জীবনে যান্ত্রিক শক্তির ব্যবহার: গাড়ি চালানো, বৈদ্যুতিক মোটরের ঘূর্ণন, ফ্লাইহুইল পরিচালনা, জলবিদ্যুৎ উৎপাদন এবং বিভিন্ন যন্ত্রপাতি পরিচালনায় যান্ত্রিক শক্তি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
❖ অন্যান্য অপশন বিশ্লেষণঃ
✦ ক. তড়িৎ শক্তি (Electrical Energy): ভুল। তড়িৎ আধান, তড়িৎক্ষেত্র ও বৈদ্যুতিক ব্যবস্থার সঙ্গে সম্পর্কিত শক্তিকে তড়িৎ শক্তি বলে। বৈদ্যুতিক মোটর তড়িৎ শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে।
✦ খ. আলোক শক্তি (Light Energy): ভুল। আলো বা তড়িৎচুম্বকীয় বিকিরণের মাধ্যমে পরিবাহিত শক্তিকে আলোক শক্তি বলে। সূর্য থেকে আলো ও অন্যান্য তড়িৎচুম্বকীয় বিকিরণের মাধ্যমে পৃথিবীতে শক্তি পৌঁছায়। সৌরকোষ আলোক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করতে পারে।
✦ গ. যান্ত্রিক শক্তি (Mechanical Energy): সঠিক উত্তর। কোনো বস্তুর গতি, অবস্থান বা বিন্যাসের কারণে সৃষ্ট গতিশক্তি ও বিভব শক্তির সমষ্টিকে যান্ত্রিক শক্তি বলে। এর SI একক জুল এবং মাত্রা ML²T⁻²।
✦ ঘ. শব্দ শক্তি (Sound Energy): ভুল। শব্দ হলো যান্ত্রিক তরঙ্গ, যা কোনো মাধ্যমের কণার কম্পনের মাধ্যমে শক্তি পরিবহন করে। শব্দ চলাচলের জন্য বায়ু, পানি বা কঠিন পদার্থের মতো মাধ্যম প্রয়োজন। শূন্যস্থানে শব্দ চলতে পারে না।
বিশেষ দ্রষ্টব্য: সব ধরনের বিভব শক্তি অভিকর্ষীয় নয়। অভিকর্ষীয় বিভব শক্তি U = mgh সূত্রে এবং আদর্শ স্প্রিংয়ের স্থিতিস্থাপক বিভব শক্তি U = 1/2 kx² সূত্রে প্রকাশ করা হয়। আবার ঘর্ষণের মতো অসংরক্ষণশীল বল কাজ করলে যান্ত্রিক শক্তির কিছু অংশ তাপসহ অন্যান্য শক্তিতে রূপান্তরিত হতে পারে। সে ক্ষেত্রে যান্ত্রিক শক্তি অপরিবর্তিত না থাকলেও মোট শক্তির সংরক্ষণ নীতি বজায় থাকে।
পরীক্ষার জন্য মনে রাখুন: যান্ত্রিক শক্তি = গতিশক্তি + বিভব শক্তি; গতিশক্তি = 1/2 mv²; অভিকর্ষীয় বিভব শক্তি = mgh; স্প্রিংয়ের বিভব শক্তি = 1/2 kx²। শক্তির SI একক জুল (J) এবং মাত্রা ML²T⁻²।

উত্তর: ঘ
◈ বইয়ের উত্তর/পরীক্ষার উত্তর: বিভব শক্তি বা স্থিতি শক্তি
◈ অধিক নির্ভুল উত্তর: সাধারণ জ্বালানিচালিত গাড়িতে জ্বালানির রাসায়নিক বিভব শক্তি প্রাথমিক শক্তির উৎস
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
✦ তড়িৎ শক্তি (Electrical Energy): প্রচলিত পেট্রোল বা ডিজেলচালিত গাড়ির ইঞ্জিন চালু করার সময় সাধারণত প্রথমে ব্যাটারি থেকে স্টার্টার মোটরে তড়িৎ শক্তি সরবরাহ করা হয়।
✦ স্টার্টার মোটর (Starter Motor): এটি ব্যাটারির বৈদ্যুতিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে ইঞ্জিনের ক্র্যাঙ্কশ্যাফট ঘোরায়। ফলে ইঞ্জিন চালু হওয়ার প্রক্রিয়া শুরু হয়।
✦ রাসায়নিক শক্তি (Chemical Energy): পেট্রোল, ডিজেল বা গ্যাসের মধ্যে রাসায়নিক শক্তি সঞ্চিত থাকে। ইঞ্জিনে জ্বালানির দহনের মাধ্যমে এই শক্তি তাপশক্তিতে এবং পরবর্তীতে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
✦ শক্তির রূপান্তর: ইঞ্জিন চালু করতে ব্যাটারির তড়িৎ শক্তি ব্যবহৃত হয়। ইঞ্জিন চালু হওয়ার পর জ্বালানির রাসায়নিক শক্তি গাড়ির চলাচলের প্রধান শক্তির উৎস হিসেবে কাজ করে।
❖ Petrol, diesel বা অন্যান্য fuel-এর molecular bonds-এ chemical energy সঞ্চিত থাকে। এটি এক ধরনের stored/potential energy।
❖ Internal combustion engine-এ সাধারণ ক্রম—
রাসায়নিক শক্তি→তাপ শক্তি→যান্ত্রিক শক্তি→গাড়ির গতিশক্তি ext{রাসায়নিক শক্তি} \rightarrow \text{তাপ শক্তি} \rightarrow \text{যান্ত্রিক শক্তি} \rightarrow \text{গাড়ির গতিশক্তি}
OpenStax fuels-এর chemical energy-কে molecular structure থেকে আসা potential energy হিসেবে বর্ণনা করে।
✦ তথ্য-সংশোধনী:
❖ একটি গাড়ি চালানোর জন্য প্রথমে রাসায়নিক শক্তি (Chemical Energy) অথবা বৈদ্যুতিক গাড়ির ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক শক্তি (Electrical Energy) প্রদান করা হয়।
নিচে এর বিস্তারিত রূপান্তর প্রক্রিয়া দেওয়া হলো:

উত্তর: গ
◈ সঠিক উত্তর: পানির বিভব শক্তি
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ কাপ্তাই বাঁধে reservoir-এর পানি উচ্চতায় সঞ্চিত থাকে। ফলে পানির মধ্যে gravitational potential energy জমা থাকে।
U=mghU=mgh
❖ পানি penstock দিয়ে নিচে প্রবাহিত হলে সেই potential energy kinetic/hydraulic energy-তে রূপান্তরিত হয়। এরপর turbine ঘুরে এবং generator electricity উৎপন্ন করে। DOE hydropower-এ elevation difference ও flowing water—দুইটির ভূমিকাই ব্যাখ্যা করেছে।
❖ তাই “মূল উৎস” বা stored source হিসেবে পানির বিভব শক্তি সবচেয়ে নির্ভুল।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. পানির গতিশক্তি ⇒ turbine-এ পৌঁছানো flowing water-এর immediate energy; কিন্তু reservoir-এর মূল stored source নয়।
❖ খ. রাসায়নিক শক্তি ⇒ পানির chemical composition থেকে electricity তৈরি হয় না।
❖ গ. বিভব শক্তি ⇒ সঠিক।
❖ ঘ. যান্ত্রিক শক্তি ⇒ ব্যাপক category; নির্দিষ্ট মূল stored form নয়।

উত্তর: খ
◈ সঠিক উত্তর: ব্যাটারি
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
✦ ব্যাটারি (Battery): ব্যাটারি হলো একটি তড়িৎরাসায়নিক যন্ত্র, যা অভ্যন্তরীণ রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে সঞ্চিত রাসায়নিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। মোবাইল ফোন, ল্যাপটপ, গাড়ি, টর্চলাইট ও বিভিন্ন ইলেকট্রনিক যন্ত্রে ব্যাটারি ব্যবহৃত হয়।
✦ রাসায়নিক শক্তি (Chemical Energy): কোনো পদার্থের রাসায়নিক গঠন ও অবস্থার সঙ্গে সম্পর্কিত শক্তিকে রাসায়নিক শক্তি বলে। ব্যাটারির মধ্যে রাসায়নিক বিভব শক্তি সঞ্চিত থাকে এবং তড়িৎরাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে সেই শক্তি ব্যবহারযোগ্য বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
✦ ব্যাটারির কার্যনীতি: ব্যাটারিতে জারণ-বিজারণ (Oxidation-Reduction) বিক্রিয়া সংঘটিত হয়। বিদ্যুৎ সরবরাহের সময় অ্যানোডে জারণ এবং ক্যাথোডে বিজারণ বিক্রিয়া ঘটে। ফলে বাহ্যিক বর্তনীতে ইলেকট্রন প্রবাহিত হয় এবং বৈদ্যুতিক শক্তি সরবরাহ করা সম্ভব হয়।
✦ শক্তির রূপান্তর: ব্যাটারি বিদ্যুৎ সরবরাহ বা ডিসচার্জের সময় রাসায়নিক শক্তি বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
➤ রাসায়নিক শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি।
✦ ব্যাটারি চার্জ করার সময়: পুনঃচার্জযোগ্য ব্যাটারিতে বাহ্যিক উৎস থেকে বৈদ্যুতিক শক্তি সরবরাহ করে বিপরীতমুখী রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটানো হয়। ফলে শক্তি পুনরায় রাসায়নিক শক্তি হিসেবে সঞ্চিত হয়।
➤ বৈদ্যুতিক শক্তি → রাসায়নিক শক্তি।
✦ ব্যাটারির প্রধান উপাদান: একটি সাধারণ তড়িৎরাসায়নিক সেলে অ্যানোড (Anode), ক্যাথোড (Cathode) ও ইলেকট্রোলাইট (Electrolyte) থাকে।
➤ অ্যানোড: ডিসচার্জের সময় জারণ বিক্রিয়া ঘটে।
➤ ক্যাথোড: ডিসচার্জের সময় বিজারণ বিক্রিয়া ঘটে।
➤ ইলেকট্রোলাইট: সেলের অভ্যন্তরে আয়ন পরিবহনে সাহায্য করে।
✦ ব্যাটারির প্রকারভেদ: ব্যাটারিকে প্রধানত প্রাথমিক ব্যাটারি (Primary Battery) ও গৌণ ব্যাটারি (Secondary Battery)—এই দুই শ্রেণিতে ভাগ করা হয়।
➤ প্রাথমিক ব্যাটারি: সাধারণত পুনরায় চার্জ করা যায় না। যেমন—জিঙ্ক-কার্বন ড্রাই সেল ও অ্যালকালাইন ব্যাটারি।
➤ গৌণ ব্যাটারি: পুনরায় চার্জ করা যায়। যেমন—লেড-অ্যাসিড ব্যাটারি ও লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি।
✦ শক্তির সংরক্ষণ নীতি (Law of Conservation of Energy): শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস করা যায় না; কেবল এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হয়। কোনো বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থার মোট শক্তি অপরিবর্তিত থাকে।
✦ ব্যাটারির দক্ষতা: ব্যাটারির রাসায়নিক শক্তির সবটুকু ব্যবহারযোগ্য বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয় না। কিছু শক্তি অভ্যন্তরীণ রোধ ও অন্যান্য কারণে তাপে রূপান্তরিত হয়। তাই বাস্তবে ব্যাটারির শক্তি রূপান্তর প্রক্রিয়া শতভাগ দক্ষ নয়।
✦ ব্যাটারির শক্তি সঞ্চয়ক্ষমতা: ব্যাটারিতে সঞ্চিত শক্তি সাধারণত ওয়াট-ঘণ্টা (Wh) বা কিলোওয়াট-ঘণ্টা (kWh) এককে প্রকাশ করা হয়।
➤ 1 Wh = 3600 J
➤ 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J
✦ বাস্তব উদাহরণ: মোবাইল ফোনের ব্যাটারি ডিসচার্জের সময় রাসায়নিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে। সেই বৈদ্যুতিক শক্তির সাহায্যে মোবাইলের প্রসেসর, ডিসপ্লে, স্পিকার ও অন্যান্য যন্ত্রাংশ কাজ করে।
❖ অন্যান্য অপশন বিশ্লেষণঃ
✦ ক. বৈদ্যুতিক মোটর (Electric Motor): ভুল। বৈদ্যুতিক মোটর তড়িৎ শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। মোটরের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক পাখা, পানির পাম্প ও বিভিন্ন যন্ত্রপাতি চালানো হয়।
➤ তড়িৎ শক্তি → যান্ত্রিক শক্তি।
✦ খ. ব্যাটারি (Battery): সঠিক উত্তর। ব্যাটারি ডিসচার্জের সময় তড়িৎরাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে রাসায়নিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। এর প্রধান উদাহরণ ড্রাই সেল, লেড-অ্যাসিড ব্যাটারি ও লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি।
➤ রাসায়নিক শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি।
✦ গ. জেনারেটর (Generator): ভুল। জেনারেটর যান্ত্রিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। এটি তড়িৎচুম্বকীয় আবেশের নীতির ওপর ভিত্তি করে কাজ করে। বিদ্যুৎকেন্দ্রে টারবাইনের ঘূর্ণনশক্তি ব্যবহার করে জেনারেটরের মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়।
➤ যান্ত্রিক শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি।
✦ ঘ. কয়েল মিটার (Coil Meter): ভুল। মুভিং কয়েল মিটার বা চলক-কুণ্ডলী পরিমাপক যন্ত্র মূলত বৈদ্যুতিক প্রবাহ পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি চৌম্বকক্ষেত্রে বিদ্যুৎবাহী কুণ্ডলীর ওপর সৃষ্ট ঘূর্ণন বলের নীতিতে কাজ করে। এটি রাসায়নিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করার যন্ত্র নয়।
✦বিশেষ দ্রষ্টব্য: ব্যাটারি, বৈদ্যুতিক মোটর ও জেনারেটরের কাজ পরস্পর থেকে ভিন্ন। ব্যাটারি বিদ্যুৎ সরবরাহের সময় রাসায়নিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে, মোটর বৈদ্যুতিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে এবং জেনারেটর যান্ত্রিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। আবার ব্যাটারির চার্জিং প্রক্রিয়ায় বিপরীত শক্তি রূপান্তর ঘটে।
✦পরীক্ষার জন্য মনে রাখুন: রাসায়নিক শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি—ব্যাটারি; বৈদ্যুতিক শক্তি → যান্ত্রিক শক্তি—বৈদ্যুতিক মোটর; যান্ত্রিক শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি—জেনারেটর; আলোক শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি—সৌরকোষ; বৈদ্যুতিক শক্তি → তাপশক্তি—বৈদ্যুতিক হিটার।

উত্তর: গ
◈ সঠিক উত্তর: শব্দ শক্তিতে
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
✦ বৈদ্যুতিক ঘণ্টা (Electric Bell): বৈদ্যুতিক ঘণ্টা এমন একটি বৈদ্যুতিক যন্ত্র, যা তড়িৎচুম্বকের সাহায্যে বৈদ্যুতিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তির মাধ্যমে শব্দ শক্তিতে রূপান্তরিত করে। এটি মূলত তড়িৎচুম্বকীয় আকর্ষণ (Electromagnetic Attraction) নীতির ওপর ভিত্তি করে কাজ করে।
✦ তড়িৎচুম্বক (Electromagnet): বৈদ্যুতিক ঘণ্টার কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে কুণ্ডলীর লোহার কোর সাময়িক চুম্বকে পরিণত হয়। একে তড়িৎচুম্বক বলে। বিদ্যুৎ প্রবাহ বন্ধ হলে এর চৌম্বকীয় আকর্ষণ দ্রুত হ্রাস পায়।
✦ বৈদ্যুতিক ঘণ্টার কার্যপ্রণালি:
➤ প্রথম ধাপ: ঘণ্টার সুইচ চাপলে বৈদ্যুতিক বর্তনী সম্পূর্ণ হয় এবং কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়।
➤ দ্বিতীয় ধাপ: বিদ্যুৎ প্রবাহের ফলে কুণ্ডলী তড়িৎচুম্বকে পরিণত হয় এবং নিকটবর্তী লোহার আর্মেচারকে (Armature) আকর্ষণ করে।
➤ তৃতীয় ধাপ: আর্মেচারের সঙ্গে সংযুক্ত হাতুড়ি (Hammer) ঘণ্টার ধাতব গংয়ে (Gong) আঘাত করে। ফলে কম্পন সৃষ্টি হয় এবং শব্দ উৎপন্ন হয়।
➤ চতুর্থ ধাপ: আর্মেচার সরে যাওয়ার ফলে বৈদ্যুতিক সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়। এতে তড়িৎচুম্বকের আকর্ষণ কমে যায় এবং স্প্রিংয়ের সাহায্যে আর্মেচার পূর্বের অবস্থানে ফিরে আসে।
➤ পঞ্চম ধাপ: পুনরায় সংযোগ স্থাপিত হলে একই প্রক্রিয়া দ্রুত পুনরাবৃত্তি হতে থাকে। ফলে ঘণ্টা একটানা বাজতে থাকে।
✦ শক্তির রূপান্তর: বৈদ্যুতিক ঘণ্টায় বৈদ্যুতিক শক্তি তড়িৎচুম্বকীয় প্রক্রিয়ার মাধ্যমে যান্ত্রিক গতি ও শেষ পর্যন্ত শব্দ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
➤ বৈদ্যুতিক শক্তি → চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের শক্তি → যান্ত্রিক শক্তি → শব্দ শক্তি।
✦ শব্দ শক্তি (Sound Energy): বৈদ্যুতিক ঘণ্টার হাতুড়ি ধাতব গংয়ে আঘাত করলে গং কম্পিত হয়। এই কম্পন আশপাশের বায়ুতে শব্দতরঙ্গ সৃষ্টি করে। ফলে আমরা ঘণ্টার শব্দ শুনতে পাই।
✦ তড়িৎচুম্বকের ব্যবহার: বৈদ্যুতিক ঘণ্টা ছাড়াও ইলেকট্রোম্যাগনেটিক রিলে, বৈদ্যুতিক লক, চৌম্বকীয় ক্রেন ও বিভিন্ন নিয়ন্ত্রণযন্ত্রে তড়িৎচুম্বক ব্যবহৃত হয়।
✦ শক্তির অপচয়: বৈদ্যুতিক ঘণ্টায় সরবরাহকৃত সব বৈদ্যুতিক শক্তি শব্দ শক্তিতে রূপান্তরিত হয় না। কুণ্ডলীর রোধের কারণে কিছু শক্তি তাপশক্তিতে এবং আর্মেচার ও অন্যান্য যন্ত্রাংশের কম্পন ও ঘর্ষণের কারণে কিছু শক্তি অন্য রূপে ছড়িয়ে পড়ে।
✦ শক্তির সংরক্ষণ নীতি: বৈদ্যুতিক ঘণ্টায় শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস হয় না; কেবল এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরিত হয়। ঘণ্টার শব্দ উৎপাদনের পাশাপাশি তাপ ও অন্যান্য শক্তিতে রূপান্তর ঘটলেও মোট শক্তির সংরক্ষণ নীতি বজায় থাকে।
বিশেষ দ্রষ্টব্য: বৈদ্যুতিক ঘণ্টার মূল কার্যকর আউটপুট হলো শব্দ শক্তি। তবে তড়িৎচুম্বক নিজে সরাসরি শব্দ উৎপন্ন করে না; এটি আর্মেচার ও হাতুড়িকে গতিশীল করে। হাতুড়ির আঘাতে ঘণ্টার গং কম্পিত হয়ে শব্দ সৃষ্টি করে। তাই বৈদ্যুতিক ঘণ্টায় যান্ত্রিক শক্তি শব্দ উৎপাদনের মধ্যবর্তী ধাপ হিসেবে কাজ করে।
পরীক্ষার জন্য মনে রাখুন: বৈদ্যুতিক ঘণ্টার মূল কার্যকর শক্তি রূপান্তর—বৈদ্যুতিক শক্তি → শব্দ শক্তি; এটি তড়িৎচুম্বকীয় আকর্ষণের নীতিতে কাজ করে। ঘণ্টায় তড়িৎচুম্বক আর্মেচারকে আকর্ষণ করে, হাতুড়ি গংয়ে আঘাত করে এবং কম্পনের ফলে শব্দ উৎপন্ন হয়।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. তাপ ⇒ কিছু loss হিসেবে তৈরি হয়, কিন্তু bell-এর intended output নয়।
❖ খ. রাসায়নিক ⇒ bell-এ এ রূপান্তর প্রধান নয়।
❖ গ. শব্দ ⇒ final useful output; সঠিক।
❖ ঘ. আলো ⇒ electric bell-এর মূল output নয়।

উত্তর: ঘ
◈ সঠিক উত্তর: রাসায়নিক শক্তিকে বিদ্যুৎ শক্তিতে।
❖ বিস্তারিত ব্যাখ্যাঃ
✦ সেল (Cell): বৈদ্যুতিক সেল হলো একটি তড়িৎরাসায়নিক একক (Electrochemical Unit), যা রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে রাসায়নিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করতে পারে।
✦ কার্যপ্রণালি: সেলের অভ্যন্তরে জারণ-বিজারণ (Oxidation-Reduction) বিক্রিয়া সংঘটিত হয়। এ সময় একটি ইলেকট্রোডে ইলেকট্রন উৎপন্ন হয় এবং অন্য ইলেকট্রোডে ইলেকট্রন গ্রহণ করা হয়। বাহ্যিক বর্তনী সম্পূর্ণ থাকলে ইলেকট্রন প্রবাহের মাধ্যমে বিদ্যুৎ সরবরাহ করা সম্ভব হয়।
✦ সেলের প্রধান উপাদান: একটি সাধারণ তড়িৎরাসায়নিক সেলে দুটি ইলেকট্রোড (Electrode) এবং আয়ন পরিবাহী ইলেকট্রোলাইট (Electrolyte) থাকে।
✦ শক্তির রূপান্তর: ডিসচার্জের সময় গ্যালভানিক সেলে রাসায়নিক শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
✦ সেলের প্রকারভেদ:
➤ প্রাথমিক সেল (Primary Cell): সাধারণত পুনরায় চার্জ করা যায় না। যেমন—সাধারণ জিঙ্ক-কার্বন ড্রাই সেল।
➤ গৌণ সেল (Secondary Cell): পুনরায় চার্জ করা যায়। যেমন—লেড-অ্যাসিড ব্যাটারি ও লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি।
✦ বিশেষ তথ্য: একাধিক বৈদ্যুতিক সেলকে সংযুক্ত করে ব্যাটারি (Battery) তৈরি করা যায়। তবে ব্যবহারিক ক্ষেত্রে একক সেলকেও ব্যাটারি বলা হয়।
❖ অন্যান্য অপশন বিশ্লেষণঃ
✦ ক. বিদ্যুৎ শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে: ভুল। এই রূপান্তর সাধারণত বৈদ্যুতিক মোটর (Electric Motor) করে।
✦ খ. বিদ্যুৎ শক্তিকে রাসায়নিক শক্তিতে: ভুল। এটি চার্জিংয়ের সময় পুনঃচার্জযোগ্য সেলে বা তড়িৎ বিশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় ঘটে। তবে সাধারণ গ্যালভানিক সেলের বিদ্যুৎ সরবরাহের মূল কার্যনীতি এটি নয়।
✦ গ. রাসায়নিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে: ভুল। অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনে জ্বালানির রাসায়নিক শক্তি তাপশক্তির মাধ্যমে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
✦ ঘ. রাসায়নিক শক্তিকে বিদ্যুৎ শক্তিতে: সঠিক উত্তর। বৈদ্যুতিক সেল রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।
বিশেষ দ্রষ্টব্য: সব তড়িৎরাসায়নিক সেল একই দিকে শক্তি রূপান্তর করে না। গ্যালভানিক সেল রাসায়নিক শক্তিকে বিদ্যুৎ শক্তিতে এবং ইলেকট্রোলাইটিক সেল বিদ্যুৎ শক্তি ব্যবহার করে রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটায়।
পরীক্ষার জন্য মনে রাখুন: সেল (বিদ্যুৎ সরবরাহের সময়)—রাসায়নিক শক্তি → বিদ্যুৎ শক্তি; বৈদ্যুতিক মোটর—বিদ্যুৎ শক্তি → যান্ত্রিক শক্তি; জেনারেটর—যান্ত্রিক শক্তি → বিদ্যুৎ শক্তি।

উত্তর: গ
ব্যাখ্যা: কথা বলার সময় স্বরতন্ত্রীর কম্পনের ফলে শব্দ উৎপন্ন হয়। এতে যান্ত্রিক শক্তি শব্দ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। আবার শব্দ কানের পর্দায় কম্পন তৈরি করলে শব্দ শোনা যায়। এতে শব্দ শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
◈ বইয়ের উত্তর/পরীক্ষার উত্তর: যান্ত্রিক শক্তিতে
◈ বৈজ্ঞানিকভাবে সঠিক ব্যাখ্যা: প্রশ্নের বাক্য ও বইয়ের ব্যাখ্যার প্রথম অংশ পরস্পরের সঙ্গে পুরোপুরি সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়
✦ অতিরিক্ত বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ ❖ কথা বলার প্রক্রিয়া (Speech Production): আমরা যখন কথা বলি, তখন ফুসফুস (Lungs) থেকে নির্গত বায়ু স্বরযন্ত্রের স্বরতন্ত্রীকে (Vocal Folds) কম্পিত করে। এই কম্পনের ফলে শব্দতরঙ্গ সৃষ্টি হয় এবং আমরা কথা বলতে পারি।
➤ যান্ত্রিক শক্তি → শব্দ শক্তি।
❖ শব্দ শোনার প্রক্রিয়া (Hearing Process): উৎপন্ন শব্দতরঙ্গ কানে পৌঁছালে কানের পর্দা (Tympanic Membrane) কম্পিত হয়। এ ক্ষেত্রে শব্দের শক্তি কানের পর্দার যান্ত্রিক কম্পনে স্থানান্তরিত হয়।
➤ শব্দ শক্তি → যান্ত্রিক কম্পন।
❖ অন্তঃকর্ণের ভূমিকা: কানের পর্দার কম্পন মধ্যকর্ণের তিনটি ক্ষুদ্র অস্থি—ম্যালিয়াস (Malleus), ইনকাস (Incus) ও স্টেপিসের (Stapes) মাধ্যমে অন্তঃকর্ণে পৌঁছায়। অন্তঃকর্ণের ককলিয়ার (Cochlea) সংবেদী কোষগুলো এই কম্পনের ফলে সৃষ্ট উদ্দীপনাকে বৈদ্যুতিক স্নায়ুসংকেতে রূপান্তর করে। পরে শ্রবণ স্নায়ুর মাধ্যমে সংকেত মস্তিষ্কে পৌঁছায়।
❖ শব্দ শক্তি (Sound Energy): শব্দ হলো একধরনের যান্ত্রিক তরঙ্গ, যা মাধ্যমের কণার কম্পনের মাধ্যমে শক্তি পরিবহন করে। শব্দ চলাচলের জন্য বায়ু, পানি বা কঠিন পদার্থের মতো মাধ্যম প্রয়োজন। শূন্যস্থানে শব্দ চলতে পারে না।
✦ মূল ব্যাখ্যার তথ্য-সংশোধনী:
❖ প্রশ্নে বলা হয়েছে, “আমরা যখন কথা বলি তখন শব্দ শক্তি রূপান্তরিত হয়—”। কিন্তু কথা বলার সময় প্রকৃতপক্ষে যান্ত্রিক শক্তি শব্দ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
❖ অন্যদিকে, উৎপন্ন শব্দ কানের পর্দায় পৌঁছে কম্পন সৃষ্টি করলে শব্দ শক্তি যান্ত্রিক কম্পনে স্থানান্তরিত হয়।
❖ অর্থাৎ, কথা বলা ও শব্দ শোনা দুটি ভিন্ন প্রক্রিয়া, যেখানে শক্তির রূপান্তরের দিকও ভিন্ন।
➤ কথা বলার সময়: যান্ত্রিক শক্তি → শব্দ শক্তি।
➤ শব্দ শোনার সময়: শব্দ শক্তি → যান্ত্রিক কম্পন → বৈদ্যুতিক স্নায়ুসংকেত।
❖ সুতরাং, প্রশ্নের ভাষায় বৈজ্ঞানিক অসংগতি থাকলেও বইয়ের উত্তর অনুযায়ী গ. যান্ত্রিক শক্তিতে সঠিক হিসেবে গ্রহণ করা হয়েছে।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. তড়িৎ শক্তিতে ⇒ মাইক্রোফোনের সাহায্যে শব্দতরঙ্গকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করা যায়। তবে মানুষের স্বাভাবিক কথা বলার প্রক্রিয়ায় শব্দ সরাসরি তড়িৎ শক্তিতে রূপান্তরিত হয় না।
❖ খ. গতি শক্তিতে ⇒ শব্দতরঙ্গের কারণে মাধ্যমের কণাগুলো কম্পিত হয় এবং গতিশক্তি বহন করে। কানের পর্দার কম্পনও যান্ত্রিক গতির উদাহরণ। তবে পরীক্ষার প্রদত্ত উত্তর অনুযায়ী এখানে যান্ত্রিক শক্তি অধিক উপযুক্ত।
❖ গ. যান্ত্রিক শক্তিতে ⇒ বইয়ের উত্তর অনুযায়ী সঠিক। শব্দতরঙ্গ কানের পর্দায় পৌঁছে যান্ত্রিক কম্পন সৃষ্টি করে। ফলে শব্দের শক্তি যান্ত্রিক কম্পনে স্থানান্তরিত হয়।
❖ ঘ. আলোক শক্তিতে ⇒ স্বাভাবিক কথা বলা বা শব্দ শোনার প্রক্রিয়ায় শব্দ শক্তি আলোক শক্তিতে রূপান্তরিত হয় না।
✦ পরীক্ষার জন্য মনে রাখুন:
❖ কথা বলার সময়—যান্ত্রিক শক্তি → শব্দ শক্তি।
❖ শব্দ শোনার সময়—শব্দ শক্তি → যান্ত্রিক কম্পন → বৈদ্যুতিক স্নায়ুসংকেত।
❖ মাইক্রোফোনে—শব্দ শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি।
❖ লাউডস্পিকারে—বৈদ্যুতিক শক্তি → যান্ত্রিক কম্পন → শব্দ শক্তি।
❖ বৈদ্যুতিক ঘণ্টায়—বৈদ্যুতিক শক্তি → যান্ত্রিক শক্তি → শব্দ শক্তি।

উত্তর: ঘ
◈ সঠিক উত্তর: সবগুলোই
✦ বিস্তারিত ব্যাখ্যা:
❖ তেল, uranium এবং fossil natural gas—তিনটিই অনবায়নযোগ্য সম্পদ। EIA petroleum, natural gas, coal এবং uranium-কে প্রধান non-renewable energy sources হিসেবে শ্রেণিবদ্ধ করে।
➤ তেল/Petroleum ⇒ বহু কোটি বছরের ভূতাত্ত্বিক প্রক্রিয়ায় গঠিত জীবাশ্ম জ্বালানি।
➤ Uranium ⇒ খনিজ থেকে উত্তোলিত সীমিত nuclear fuel; জীবাশ্ম নয়।
➤ Natural gas ⇒ সাধারণত জীবাশ্ম উৎসের hydrocarbon gas; প্রধান উপাদান methane।
❖ তাই তিনটি পৃথক অপশনই অনবায়নযোগ্য হওয়ায় ঘ. সবগুলোই সঠিক।
◉ অন্য অপশনগুলোর বিশ্লেষণ:
❖ ক. তেল ⇒ সত্য, কিন্তু এককভাবে উত্তর অসম্পূর্ণ।
❖ খ. ইউরেনিয়াম ⇒ সত্য; nuclear fuel হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
❖ গ. গ্যাস ⇒ যদি fossil natural gas বোঝানো হয়, সেটিও অনবায়নযোগ্য।
❖ ঘ. সবগুলোই ⇒ সঠিক।