পরম তাপমাত্রা স্কেল

চার্লসের সূত্র থেকে ‘পরম তাপমাত্রা স্কেল’ নামক নতুন তাপমাত্রা পরিমাপক স্কেল চালু হয়। চার্লসের সূত্রটি ছিলো-

স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন প্রতি ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা বৃদ্ধি বা হ্রাসের ফলে 0°C তাপমাত্রায় তার আয়তনের 273 ভাগ হারে যথাক্রমে বৃদ্ধি বা হ্রাস পায়।

স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন 0°C এবং tº C তাপমাত্রায় যথাক্রমে V₀ এবং V_t হলে, চার্লসের সূত্র মতে-

V_t = V₀ [(273+1) / 273]

তাপমাত্রা t = – 273° C হলে, তখন V₁ = V₀ [(273 – 273) / 273] = 0 হয়।

অর্থাৎ, -273° C তাপমাত্রায় গ্যাসের আয়তন থিওরেটিক্যালি শূন্য হয়। তাই -273°C তাপমাত্রাকে সর্বনিম্ন তাপমাত্রা হিসেবে ধরে পরমশূন্য তাপমাত্রা বলা হয়। পরমশূন্য তাপমাত্রা অর্থাৎ -273°C-কে শূন্য হিসাবে ধরে তাপমাত্রা পরিমাপের একটি নতুন স্কেল তৈরি করা হয়েছে। এই তাপমাত্রার প্রতি ডিগ্রির ভাগ সেলসিয়াস বা সেন্টিগ্রেড স্কেলের ভাগের সমান। এ স্কেলকে তাপমাত্রার পরম স্কেল বলা হয়। আগে পরম স্কেলে তাপমাত্রার সংকেত °A (degree Absolute) ব্যবহৃত হলেও পরবর্তীতে ºk (degree Kelvin) এবং বর্তমানে শুধুমাত্র K (Kelvin, কেলভিন) ব্যবহৃত হয়। সেলসিয়াস স্কেলে তাপমাত্রাকে t এবং পরম স্কেলে তাপমাত্রাকে T হিসেবে ধরা হয়। যেহেতু পরমশূন্য তাপমাত্রার সংজ্ঞানুসারে,

0 k হচ্ছে -273°C এর অনুরূপ

আবার যেহেতু 1 K তাপমাত্রার পার্থক্য = 1°C তাপমাত্রার পার্থক্য হিসেবে ধরা হয়, সেহেতু-

T = (273 + t)

অর্থাৎ t°C = (273 +t) K

একটা উদাহরণ দেখলে বোঝা যাবে-

কক্ষের তাপমাত্রা 25°C হলে পরম স্কেলে এ তাপমাত্রা কত?

সমাধান : যেহেতু t°C = (273 + t) k,

তাই, 25°C = (273 + 25) k

= 298 K 

সুতরাং পরম তাপমাত্রা স্কেল বা কেলভিন স্কেলে কোনো তাপমাত্রার মান সেলসিয়াস স্কেলের মান থেকে 273 সংখ্যা মান বেশি হয়। সেলসিয়াস স্কেলের তাপমাত্রার মানের সঙ্গে 273 যোগ করলে কেলভিন স্কেলের তাপমাত্রা পাওয়া যায়। মনে রাখতে হবে, কেলভিন স্কেলে তাপমাত্রার ঋণাত্মক সংখ্যামান হয় না। যেমন, -25°K এর অস্তিত্ব নেই।

আরেকটা উদাহরণ দেখি-

কোন তরলীভূত গ্যাসের তাপমাত্রা 5K। সেলসিয়াস স্কেলে এই তাপমাত্রা কত?

সমাধান : t°C = (273 + t) k

or, t k = 273 – t°C

or, 5 k = (5 – 273)°C

or, 5 k = -268°C