মাধ্যমিক ভৌত বিজ্ঞান: পরিবেশের জন্য ভাবনা পার্ট 02

পরিবেশের জন্য ভাবনা (পার্ট-০৪)

১৮. জীবাশ্ম জ্বালানি (Fossil Fuel)

কোটি কোটি বছর আগে গাছপালা ও প্রাণীর দেহাবশেষ মাটির নিচে চাপা পড়ে ভূগর্ভস্থ তাপ ও চাপের প্রভাবে রাসায়নিক পরিবর্তনের মাধ্যমে যে জ্বালানিতে পরিণত হয়েছে, তাকে জীবাশ্ম জ্বালানি বলে।

• উদাহরণ: কয়লা, পেট্রোলিয়াম (পেট্রোল, ডিজেল, কেরোসিন), প্রাকৃতিক গ্যাস।

জীবাশ্ম জ্বালানি সংরক্ষণের প্রয়োজনীয়তা:

• i) সীমিত ভাণ্ডার: পৃথিবীতে জীবাশ্ম জ্বালানির পরিমাণ নির্দিষ্ট ও সীমিত। যথেচ্ছ ব্যবহার করলে তা দ্রুত শেষ হয়ে যাবে।
• ii) পুনর্ব্যবহার অযোগ্য: এটি তৈরি হতে কোটি কোটি বছর সময় লাগে, তাই একবার শেষ হলে কৃত্রিমভাবে তৈরি করা সম্ভব নয় (অনবীকরণযোগ্য)।
• iii) পরিবেশ রক্ষা: জীবাশ্ম জ্বালানি পোড়ালে প্রচুর $CO_2$ ও অন্যান্য ক্ষতিকারক গ্যাস নির্গত হয় যা বিশ্ব উষ্ণায়ন ঘটায়। ব্যবহার কমালে দূষণ কমবে।

জীবাশ্ম জ্বালানি সংরক্ষণের উপায়:

• i) বিকল্প শক্তির ব্যবহার: সৌরশক্তি, বায়ুশক্তি, ও জোয়ার-ভাটা শক্তির মতো নবীকরণযোগ্য শক্তির ব্যবহার বাড়াতে হবে।
• ii) অপচয় রোধ: অপ্রয়োজনে আলো, পাখা বন্ধ রাখা এবং উন্নত প্রযুক্তির ইঞ্জিন বা যন্ত্র ব্যবহার করা যাতে কম জ্বালানিতে বেশি কাজ হয়।
• iii) গণপরিবহন: ব্যক্তিগত গাড়ির বদলে বাস বা ট্রেন বেশি ব্যবহার করা।

(এখানে শক্তি সংরক্ষণের একটি সচেতনতামূলক ছবি বা পোস্টার বসবে)

১৯. স্থিতিশীল উন্নয়ন (Sustainable Development)

সংজ্ঞা: ভবিষ্যৎ প্রজন্মের নিজস্ব চাহিদা মেটানোর ক্ষমতাকে অক্ষুণ্ণ রেখে বর্তমান প্রজন্মের চাহিদা মেটানোর যে উন্নয়ন কৌশল বা পরিকল্পনা গ্রহণ করা হয়, তাকে স্থিতিশীল উন্নয়ন বলে।

স্থিতিশীল উন্নয়নের উদ্দেশ্য:

• i) সম্পদ সংরক্ষণ: প্রাকৃতিক সম্পদের (যেমন কয়লা, জল, বন) অপচয় রোধ করে ভবিষ্যতের জন্য সঞ্চয় করা।
• ii) পরিবেশ সুরক্ষা: পরিবেশ দূষণ কমিয়ে বাস্তুতন্ত্রের ভারসাম্য বজায় রাখা।
• iii) সামাজিক ও অর্থনৈতিক উন্নতি: সমাজের সকল স্তরের মানুষের দীর্ঘমেয়াদী ও স্থায়ী উন্নতি নিশ্চিত করা।

২০. জ্বালানির তাপন মূল্য (Calorific Value)

সংজ্ঞা: একক ভরের কোনো জ্বালানির সম্পূর্ণ দহনে যে পরিমাণ তাপ শক্তি উৎপন্ন হয়, তাকে ওই জ্বালানির তাপন মূল্য বলে।

তাপন মূল্যের এককসমূহ:

পদ্ধতি	একক (Unit)
এসআই (SI)	জুল/কেজি ($J/kg$) বা কিলোজুল/কেজি ($kJ/kg$)
সিজিএস (CGS)	ক্যালোরি/গ্রাম ($cal/g$)
ব্যবহারিক একক	কিলোক্যালোরি/কেজি ($kcal/kg$)

২১. বিভিন্ন জ্বালানির তাপন মূল্য (Table)

নিচে সাধারণ কিছু জ্বালানির তাপন মূল্য দেওয়া হলো (আনুমানিক):

জ্বালানি	তাপন মূল্য ($kJ/g$)	তাপন মূল্য ($kcal/kg$)
হাইড্রোজেন ($H_2$)	১৫০	৩৫,৮০০
এলপিজি (LPG)	৫০	১১,৯০০
প্রাকৃতিক গ্যাস (Methane)	৫৫	১৩,০০০
পেট্রোল / কেরোসিন	৪৮	১১,০০০
ডিজেল	৪৫	১০,০০০
কয়লা (গড়)	২৫ - ৩৩	৬,০০০ - ৮,০০০
কাঠ	১৭	৪,০০০

২২. কয়লার প্রকারভেদ ও তাপন মূল্য

কার্বনের পরিমাণের ওপর ভিত্তি করে কয়লা ৪ প্রকার। নিচে কার তাপন মূল্য বেশি তা দেখানো হলো:

কয়লার প্রকার	কার্বনের পরিমাণ (%)	তাপন মূল্য (Heat Value)	মন্তব্য
অ্যানথ্রাসাইট (Anthracite)	৯০-৯৫%	সর্বাধিক (৩৫ $MJ/kg$)	শ্রেষ্ঠ মানের কয়লা, ধোঁয়া হয় না।
বিটুভিনাস (Bituminous)	৫০-৮০%	মাঝারি	সাধারণ কাজে বেশি ব্যবহৃত হয়।
লিগনাইট (Lignite)	৪০-৫০%	কম	বাদামী কয়লা নামে পরিচিত।
পিট (Peat)	৩০-৪০%	সর্বনিম্ন	এটি কয়লার প্রাথমিক ধাপ, প্রচুর ধোঁয়া হয়।

💡 জেনে রেখো (Quick Facts)

• সমস্ত জ্বালানির মধ্যে কার তাপন মূল্য সবচেয়ে বেশি?
  উত্তর: হাইড্রোজেন ($H_2$) (১৫০ $kJ/g$)। কিন্তু সংরক্ষণ ও পরিবহন কঠিন বলে এটি এখনো সাধারণ জ্বালানি হিসেবে ব্যবহৃত হয় না।
• কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় জীবাশ্ম জ্বালানির মধ্যে কার তাপন মূল্য বেশি?
  উত্তর: গ্যাসীয় জীবাশ্ম জ্বালানি বা প্রাকৃতিক গ্যাস/LPG-এর তাপন মূল্য কঠিন (কয়লা) ও তরল (পেট্রোল) জ্বালানির চেয়ে বেশি।
• শ্রেষ্ঠ কয়লা কোনটি?
  উত্তর: অ্যানথ্রাসাইট (Anthracite)।

End of Part 4 | পরবর্তী পেজে বিকল্প শক্তির বিস্তারিত আলোচনা

পরিবেশের জন্য ভাবনা (পার্ট-০৫)

২৩. শক্তির শ্রেণিবিভাগ (Classification of Energy)

(ক) ব্যবহার অনুযায়ী:

• প্রচলিত শক্তি (Conventional): যে শক্তিগুলো দীর্ঘদিন ধরে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে।
  যেমন: কয়লা, পেট্রোলিয়াম, জলবিদ্যুৎ।
• অপ্রচলিত শক্তি (Non-conventional): যে শক্তিগুলোর ব্যবহার এখনো খুব বেশি প্রচলিত নয় এবং বর্তমানে বিকল্প হিসেবে ব্যবহৃত হচ্ছে।
  যেমন: সৌরশক্তি, বায়ুশক্তি, জোয়ার-ভাটা শক্তি।

(খ) উৎস বা ভাণ্ডার অনুযায়ী:

• অনবীকরণযোগ্য শক্তি (Non-renewable): যে শক্তির উৎস সীমিত এবং একবার শেষ হলে আর তৈরি করা যায় না।
  যেমন: জীবাশ্ম জ্বালানি (কয়লা, পেট্রোল)।
• নবীকরণযোগ্য শক্তি (Renewable): যে শক্তির উৎস অফুরন্ত এবং বারবার ব্যবহার করলেও শেষ হয় না।
  যেমন: সৌরশক্তি, বায়ুশক্তি।

২৪. সৌরশক্তি (Solar Energy)

সূর্য থেকে বিকিরণ পদ্ধতিতে আগত তাপ ও আলোক শক্তিকে সৌরশক্তি বলে। এটি সমস্ত শক্তির মূল উৎস।

• সৌর কোষ (Solar Cell): যে ব্যবস্থার মাধ্যমে সূর্যের আলোক শক্তিকে সরাসরি বিদ্যুৎ শক্তিতে রূপান্তর করা হয়, তাকে সৌর কোষ বা ফটোভোলটাইক সেল (PV Cell) বলে। এটি মূলত সিলিকন (Si) অর্ধপরিবাহী দিয়ে তৈরি।
• সোলার প্যানেল (Solar Panel): অনেকগুলো সৌর কোষকে সারিবদ্ধভাবে যুক্ত করে যে বড় পাতের মতো কাঠামো তৈরি করা হয়, তাকে সোলার প্যানেল বলে। এতে বেশি বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়।

[attachment_0](attachment)

(এখানে একটি সোলার প্যানেল ও সৌর কোষের চিত্র বসবে)

সৌরশক্তির ব্যবহার:

• i) সোলার কুকারের সাহায্যে রান্না করা।
• ii) সোলার ওয়াটার হিটার দিয়ে জল গরম করা।
• iii) ক্যালকুলেটর, রাস্তার আলো (Street Light) ও কৃত্রিম উপগ্রহে বিদ্যুৎ সরবরাহ করা।

সুবিধা	অসুবিধা
১. অফুরন্ত ও দূষণমুক্ত উৎস। ২. রক্ষণাবেক্ষণ খরচ কম।	১. প্রাথমিক বসানোর খরচ অনেক বেশি। ২. মেঘলা দিনে বা রাতে কাজ করে না।

২৫. বায়ু শক্তি (Wind Energy)

প্রবল বায়ুপ্রবাহকে কাজে লাগিয়ে টারবাইন বা চাকা ঘুরিয়ে যে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়, তাকে বায়ু শক্তি বলে।

ব্যবহার:

• i) উইন্ড মিলের সাহায্যে বিদ্যুৎ উৎপাদন (যেমন: তামিলনাড়ুর কন্যাকুমারী, গুজরাট)।
• ii) যান্ত্রিক শক্তি ব্যবহার করে কুয়ো থেকে জল তোলা বা গম পেষাই করা।

সুবিধা	অসুবিধা
১. পরিবেশবান্ধব ও নবীকরণযোগ্য। ২. জ্বালানি খরচ নেই।	১. সব জায়গায় সবসময় জোরে বাতাস বয় না। ২. পাখির মৃত্যুর কারণ হতে পারে এবং শব্দ দূষণ হয়।

[attachment_1](attachment)
(এখানে উইন্ড মিল বা বায়ু কলের ছবি বসবে)

২৬. অন্যান্য বিকল্প শক্তির ব্যবহার

(ক) ভূতাপীয় শক্তি (Geothermal Energy):

পৃথিবীর অভ্যন্তরের বা মাটির নিচের তাপকে কাজে লাগিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়।

• ব্যবহার: গরম প্রস্রবণের বাষ্প দিয়ে টারবাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ তৈরি করা হয়।
• উদাহরণ: ভারতের হিমাচল প্রদেশের মনিকরণ এবং পশ্চিমবঙ্গের বক্রেশ্বর।

(খ) জোয়ার-ভাটা শক্তি (Tidal Energy):

সমুদ্রের জোয়ার ও ভাটার সময় জলস্রোতের তীব্রতাকে কাজে লাগিয়ে টারবাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়।

• ব্যবহার: উপকূলীয় অঞ্চলে বিদ্যুৎ উৎপাদনে এবং অনেক সময় লবন তৈরিতে সাহায্য করে। ভারতের সুন্দরবন ও গুজরাট উপকূলে এর সম্ভাবনা আছে।

End of Part 5 | সম্পূর্ণ অধ্যায় সমাপ্ত | শুভকামনা

পরিবেশের জন্য ভাবনা (পার্ট-০৬)

২৭. বায়োমাস ও বায়োগ্যাস (Biomass & Biogas)

(ক) বায়োমাস (Biomass):

উদ্ভিদ ও প্রাণীর মৃতদেহ, মলমূত্র, কৃষি বর্জ্য ইত্যাদিতে যে কার্বন ঘটিত পদার্থ থাকে, তাকে বায়োমাস বা জীবভর বলে।

• উদাহরণ: কাঠ, শুকনো পাতা, গোবর, ফলের খোসা, আখের ছিবড়ে, ধানের তুষ।

(খ) বায়োগ্যাস (Biogas):

বায়োমাসকে বাতাসের অনুপস্থিতিতে এক বিশেষ ধরণের ব্যাকটেরিয়া (মিথেনোজেনিক ব্যাকটেরিয়া) দ্বারা পচিয়ে যে জ্বালানি গ্যাস তৈরি করা হয়, তাকে বায়োগ্যাস বলে।

• প্রধান উপাদান: মিথেন ($CH_4$) – প্রায় ৫০-৭৫%। বাকিটা $CO_2$ ও $H_2$।
• ব্যবহার: রান্নার জ্বালানি হিসেবে, আলো জ্বালাতে এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়।

[attachment_0](attachment)

(এখানে বায়োগ্যাস প্ল্যান্টের চিত্র বসবে)

২৮. বায়ো ফুয়েল বা জৈব জ্বালানি

(ক) বায়ো ডিজেল (Bio-diesel):

উদ্ভিজ্জ তেল (যেমন— জ্যাট্রোফা বা ভেন্না গাছের বীজ) বা প্রাণিজ চর্বি থেকে রাসায়নিক প্রক্রিয়ায় যে জ্বালানি তৈরি হয়, যা ডিজেলের বিকল্প হিসেবে ব্যবহার করা যায়, তাকে বায়ো ডিজেল বলে।

(খ) পাওয়ার অ্যালকোহল (Power Alcohol):

পেট্রোলের সাথে ২০% ইথানল ($C_2H_5OH$) মিশিয়ে যে মিশ্রণ তৈরি হয়, তাকে পাওয়ার অ্যালকোহল বলে।

• ব্যবহার: মোটর গাড়ির জ্বালানি হিসেবে এটি ব্যবহার করলে পেট্রোল সাশ্রয় হয় এবং দূষণ কমে।

(গ) গ্যাসোল (Gasohol):

পেট্রোল ও অ্যালকোহলের (ইথানল) মিশ্রণকে সাধারণ ভাষায় গ্যাসোল বা গ্যাসোহল বলা হয়। এটি মূলত পাওয়ার অ্যালকোহলের মতোই একটি মিশ্রণ (১০-২০% ইথানল থাকে)।

২৯. কয়লা খনি মিথেন (Coal Bed Methane - CBM)

ভূগর্ভে কয়লা স্তরের ফাটল বা ছিদ্রে অধিশোষিত অবস্থায় প্রচুর পরিমাণে মিথেন গ্যাস আটকে থাকে। এটিকেই Coal Bed Methane বা CBM বলে।

• উত্তোলন পদ্ধতি: কয়লার স্তরে ড্রিল করে পাইপ ঢোকানো হয়। এরপর পাম্পের সাহায্যে জল বের করে নিলে চাপ কমে যায় এবং মিথেন গ্যাস পাইপ দিয়ে বেরিয়ে আসে।
• ব্যবহার: বিদ্যুৎ উৎপাদন, ইস্পাত শিল্পে এবং রান্নার জ্বালানি হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
• ভারতের অবস্থান: পশ্চিমবঙ্গের আসানসোল, রানীগঞ্জ এবং ঝাড়খণ্ডের কয়লা খনিতে CBM পাওয়া যায়।

৩০. মিথেন হাইড্রেট (Methane Hydrate)

(ক) পরিচয়:

সমুদ্রের তলদেশে অত্যধিক চাপে ও কম উষ্ণতায় মিথেন গ্যাসের অণুগুলি জলের অণুর তৈরি একটি খাঁচার মধ্যে আবদ্ধ হয়ে বরফের মতো কঠিন আকার ধারণ করে। একে মিথেন হাইড্রেট বলে।

• রাসায়নিক সংকেত: $4CH_4 \cdot 23H_2O$

(এখানে মিথেন হাইড্রেটের কেলাস বা ক্রিস্টাল গঠন বসবে)

(খ) ফায়ার আইস (Fire Ice) কী?

মিথেন হাইড্রেটকে দেখতে সাদা বরফের মতো, কিন্তু এর সংস্পর্শে আগুন আনলে এর ভেতরে থাকা মিথেন গ্যাস দাউ দাউ করে জ্বলতে থাকে। তাই একে 'ফায়ার আইস' বা 'জ্বলন্ত বরফ' বলে।

(গ) ভবিষ্যতের জ্বালানি সম্ভাবনা:

পৃথিবীর সমুদ্র তলদেশে বিপুল পরিমাণ মিথেন হাইড্রেট সঞ্চিত আছে। বিজ্ঞানীদের মতে, এখান থেকে যে পরিমাণ শক্তি পাওয়া সম্ভব, তা বর্তমানে জ্ঞাত সমস্ত জীবাশ্ম জ্বালানির দ্বিগুণেরও বেশি। তাই ভবিষ্যতে জ্বালানির সংকট মেটাতে এটি প্রধান উৎস হতে পারে।

৩১. জেনে রেখো (Important Facts)

🍭 সুইট গ্যাস (Sweet Gas) কী?
যে প্রাকৃতিক গ্যাস বা মিথেনে হাইড্রোজেন সালফাইড ($H_2S$) বা অ্যাসিড জাতীয় উপাদান খুব কম থাকে বা থাকে না, তাকে সুইট গ্যাস বলে। এটি পরিবেশের কম ক্ষতি করে এবং গন্ধহীন হয়।

👻 আলেয়া (Will-o'-the-wisp) কী?
পচা জলাভূমিতে উদ্ভিদ ও প্রাণীদেহ পচে মিথেন ($CH_4$), ফসফিন ($PH_3$) ও ফসফরাস ডাই হাইড্রাইড ($P_2H_4$) গ্যাস তৈরি হয়। এই গ্যাস বাতাসের সংস্পর্শে এলে জ্বলে ওঠে। রাতে অন্ধকারে জলাভূমির ওপর এই আগুনের শিখা নড়াচড়া করতে দেখা যায়, একেই আলেয়া বলে। একে ভৌতিক আলো বা 'Ghost light' ও বলা হয়।

End of Chapter 1 | সম্পূর্ণ অধ্যায় সমাপ্ত | ধন্যবাদ