Questions in this chapter

পিস্টন যুক্ত একই ধরনের দুটি ভিন্ন সিলিন্ডারে $10^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রার ৪ gm করে হাইড্রোজেন গ্যাস আছে। প্রথম সিলিন্ডারে আয়তন স্থির রেখে 410 J তাপ প্রদান করায় গ্যাসের তাপমাত্রা $15^{\circ} \mathrm{C}$ এ উন্নীত হলো। অপরপক্ষে দ্বিতীয় সিলিন্ডারে চাপ স্থির রেখে 410 J তাপ প্রদান করা হলো। [মোলার গ্যাস ধ্রুবক $\mathrm{R}=8.31 \mathrm{Jmol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1}$]

ক. তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্রটি বিবৃত করো

খ. রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে সিস্টেম শীতল হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।

গ. স্থির আয়তনে মোলার তাপ ধারণ ক্ষমতা ($C_V$) নির্ণয় করো।

ঘ. দ্বিতীয় সিলিন্ডারে গ্যাসের তাপমাত্রা $15^{\circ} \mathrm{C}$ এ উন্নীত হবে কিনা? গাণিতকভাবে বিশ্লেষণ করো।

কার্নো ইঞ্জিনের প্রতি স্তরে সংকোচন বা প্রসারণের অনুপাত 1 : 6, এতে কার্যনির্বাহক বৃস্তু হিসাবে 3 মোল দ্বি-পরমাণুক গ্যাস- ব্যবহার করা হলো। $(\gamma=1.4)$

ক. পানির ত্রৈধ বিন্দু কাকে বলে?

খ. প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় এন্ট্রপি স্থির থাকে কেন? ব্যাখ্যা করো।

গ. কার্যনির্বাহক বস্তুকে A হতে B বিন্দুতে আনতে কৃতকাজ নির্ণয় করো।

ঘ. প্রদত্ত ইঞ্জিনের কর্মদক্ষতা 55% অপেক্ষা বেশি হওয়া সম্ভব কি? গাণিতকভাবে বিশ্লেষণ করো।

একটি কার্নো ইঞ্জিনের তাপ উৎস ও তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা যথাক্রমে $727^{\circ} \mathrm{C}$ ও $227^{\circ} \mathrm{C}$ । ইঞ্জিনটি তাপ উৎস থেকে 1000 J তাপ গ্রহণ করে। একজন ইঞ্জিনিয়ার উক্ত ইঞ্জিনের দক্ষতা 60% এ উন্নীত করেন।

ক. প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া কাকে বলে?

খ. মহাবিশ্বের এনট্রপি সর্বদা বৃদ্ধি পাচ্ছে- ব্যাখ্যা করো।

গ. ইঞ্জিনটি কৃতকাজের মান কত?

ঘ. তাপ গ্রাহকের কী পরিবর্তন করে উদ্দীপকের ইঞ্জিনিয়ার প্রদত্ত দক্ষতায় উন্নীত করতে সক্ষম হয়েছিলেন? গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা দাও।

একটি তাপ ইঞ্জিন তাপ উৎস হতে 600-K তাপমাত্রায় 1100 J তাপ গ্রহণ করে 90 K তাপমাত্রার তাপগ্রাহকে 300 J তাপ বর্জন করে। তাপ উৎস ও তাপগ্রাহকে তাপমাত্রা বাড়ানো এবং কমানোর ব্যবস্থা আছে।

ক. এনট্রপি কাকে বলে?

খ. গ্যাসের ক্ষেত্রে দুটি আপেক্ষিক তাপ থাকার কারণ বুঝিয়ে লেখ।

গ. ইঞ্জিনটির দক্ষতা নির্ণয় করো।

ঘ. তাপ ইঞ্জিনটিকে প্রত্যাবর্তী করতে কী পদক্ষেপ গ্রহণ করা যেতে পারে? গাণিতিক বিশ্লেষণসহ মতামত দাও।

নিচের উদ্দীপকটি লক্ষ্য করো:

চিত্রে গ্যাসের চাপ ও আয়তনের পরিবর্তন দেখানো হয়েছে। এখানে Q থেকে R এ যেতে তাপগতীয় ব্যবস্থায় 80 J তাপশক্তি সরবরাহ করা হয়েছে।

ক. অভ্যন্তরীণ শক্তি কাকে বলে?

খ. রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে সিস্টেম শীতল হয়- ব্যাখ্যা করো

গ. উদ্দীপক অনুসারে R অবস্থানে আসতে তাপগতীয় ব্যবস্থাটিতে অন্তঃস্থ শক্তির পরিবর্তন কত?

ঘ. উদ্দীপক অনুসারে, PQRP চক্রের প্রতিটি ধাপে কাজের তুলনা করো ৷

নিচের লেখচিত্রে ২ মোল কোনো গ্যাসের তাপমাত্রার সাথে চাপের 'পরিবর্তন দেখানো হলো। OA অংশে গ্যাসের আয়তন স্থির থাকে। স্থির আয়তনে গ্যাসের মোলার আপেক্ষিক তাপ $\text { 12.5. } \mathrm{J} \mathrm{~mol}^{-1}$$\mathrm{K}^{-1}$।

ক. প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ার সংজ্ঞা দাও।

খ. সমোষ্ণ প্রক্রিয়া ধীর প্রক্রিয়া কেন? ব্যাখ্যা করো।

গ. OA রেখায় অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন নির্ণয় করো।

ঘ. লেখচিত্রের AB ও BC অংশের কৃতকাজ গাণিতিক বিশ্লেষণ সহকারে তুলনা করো।

একটি তাপগতীয় ব্যবস্থায় 14 g নাট্রোজেন গ্যাস 30°C তাপমাত্রায় ও 1 বায়ুমণ্ডলীয় চাপে রক্ষিত আছে। স্থিরচাপে এতে তাপশক্তি সরবরাহ করা হলে তাপমাত্রা 35°C হয়। পরবর্তীতে উপরোক্ত প্রক্রিয়াটি সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় একটি আদি অবস্থান হতে একই আয়তনের পরিবর্তন করে কৃত কাজের পরিমাপ করা হলো— ($R=8.31 Jmol^{-1}K^{-1}, C_v = 20.8 Jmol^{-1} K^{-1}$)

ক. তাপের যান্ত্রিক সমতা কী?

খ. গাড়ির টায়ার বিস্ফোরণের সময় কী ধরনের তাপগতীয় প্রক্রিয়া সংগঠিত হয়? ব্যাখ্যা করো ।

গ. উদ্দীপকে স্থির চাপের ক্ষেত্রে অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন নির্ণয় করো ।

ঘ. স্থির চাপ প্রক্রিয়া এবং সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় উদ্দীপকের নির্ণেয় কৃত কাজের মান সমান হবে কি? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো ।

নিচের উদ্দীপকটি লক্ষ করো :

চিত্রে গ্যাসের চাপ ও তাপমাত্রার পরিবর্তন দেখানো হয়েছে। এখানে, Q থেকে R এ যেতে তাপগতীয় ব্যবস্থায় 80 J তাপশক্তি সরবরাহ করা হয়েছে।

ক. অভ্যন্তরীণ শক্তি কাকে বলে?

খ. রুদ্ধতাপীয় সংকোচনে সিস্টেম উষ্ণ হয়— ব্যাখ্যা করো ।

গ. উদ্দীপক অনুসারে R অবস্থানে আসতে তাপগতীয় ব্যবস্থাটিতে অন্তঃস্থ শক্তির পরিবর্তন কত?

ঘ. উদ্দীপক অনুসারে, PQRP চক্রের প্রতিটি ধাপে কাজের তুলনা করো।

চিত্রে 1 mole পরিমাণ কোনো গ্যাসের ক্ষেত্রে দুটি সমোষ্ণ লেখ দেখানো হয়েছে। গ্যাসটির স্থির আয়তনে মোলার আপেক্ষিক তাপ $25.18 1 mol^{-1}K^{-1}$

ক. এনট্রপি কাকে বলে?

খ. তাপ উৎস ও তাপগ্রাহকের তাপমাত্রার মধ্যে পার্থক্য কমে গেলে ইঞ্জিনের দক্ষতাও কমে যায়- ব্যাখ্যা করো।

গ. CD অংশে কৃতকাজের পরিমাণ নির্ণয় করো।

ঘ. A হতে C তে নিতে তাপশক্তির পরিবর্তন B হতে D তে নিতে তাপশক্তির পরিবর্তনের সমান হবে কিনা? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো ।

56 g নাইট্রোজেন গ্যাসকে একটি ইঞ্জিনের সাহায্যে প্রথমে সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় ও পরে রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় আয়তন তিনগুণ করা হলো । ইঞ্জিনটি 127°C এবং 27°C তাপমাত্রায় কার্যকর আছে। (নাইট্রোজেনের আনবিক ভর 28 g)

ক. তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্রটি বিবৃত করো ।

খ. সংবেদনশীল বৈদ্যুতিক যন্ত্রে সান্টের ব্যবহার জরুরি কেন?— ব্যাখ্যা করো।

গ. ইঞ্জিনটির কর্মদক্ষতা নির্ণয় করো।

ঘ. উদ্দীপকের কোন প্রক্রিয়ায় কৃতকাজ বেশি হবে?— গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে মতামত দাও ।

ক্লসিয়াস পিস্টন যুক্ত সিলিন্ডারে এক মোল হাইড্রোজেন গ্যাস নিয়ে P v এর লেখচিত্র নিম্নে প্রদর্শিত চক্রটির অনুরূপ একটির চক্র পেলেন । ক্লসিয়াসের মতে এটি একটি প্রত্যাবর্তী চক্ৰ ।

ক. তাপগতিবিদ্যার ২য় সূত্র বিবৃত করো।

খ. রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় গ্যাসকে সংকুচিত করলে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় ব্যাখ্যা করো।

গ. উদ্দীপক অনুসারে হাইড্রোজেন গ্যাসকে B হতে C তে আনতে কৃতকাজের পরিমাণ নির্ণয় করো ।

ঘ. ক্লসিয়াসের দাবিটি যৌক্তিক কিনা ব্যাখ্যা করো ।

উপরের P-V চিত্রটি একটি প্রত্যাবর্তী তাপ ইঞ্জিনের।

ক. বদ্ধ সিস্টেম কী?

খ. সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন শূন্য কেন? ব্যাখ্যা করো ।

গ. উদ্দীপকের তাপ ইঞ্জিনে সমোষ্ণ প্রসারণে এনট্রপির পরিবর্তন নির্ণয় করো ।

ঘ. উৎসের তাপমাত্রা স্থির রেখে ইঞ্জিনটির দক্ষতা 1.5 গুণ করা সম্ভব কিনা? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

0°C তাপমাত্রার 0.07 kg বরফকে একটি নির্দিষ্ট উচ্চতা থেকে ফেলে দেয়া হলো। এতে বিভব শক্তির 55% তাপে রূপান্তরিত হলো এবং এই তাপ সমস্ত বরফকে গলিয়ে দিলো। কিছু সময় পর বরফগলা পানির তাপমাত্রা 5°C এ উন্নীত হলো। দেয়া আছে, বরফ গলনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ $3.36 \times 10^{5} \mathrm{~J} \mathrm{~kg}^{-1}$ এবং পানির আপেক্ষিক তাপ $4200 \mathrm{\ Jkg}^{-1} \mathrm{~K}^{-1}$।

ক. তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রটি বিবৃত করো।

খ. সমআয়তন প্রক্রিয়ায় কাজ শূন্য কেন? ব্যাখ্যা দাও।

গ. বরফ খণ্ডটি কত উচ্চতা থেকে ফেলা হয়েছিল?

ঘ. বরফ গলন এবং বরফগলা পানির তাপমাত্রা বৃদ্ধি কোন ক্ষেত্রে পরিবেশের উপর অধিক প্রভাব পড়বে? এনট্রপির আলোকে ব্যাখ্যা করো।

$\begin{array}{l}1 \mathrm{~atm}=10^{5} \mathrm{Nm}^{-2} \\\gamma=1.4\end{array}$

D বিন্দুতে তাপমাত্রা

= 330 K

ক. তড়িৎ চুম্বকীয় তরঙ্গ কী?

খ. রেডনের অর্ধায়ু 2.83 দিন বলতে কী বুঝো?

গ. DB সংকোচনে কৃতকাজের মান নির্ণয় করো ।

ঘ. DB এবং DA পথে একই পরিমাণ সংকোচনে দুটি লেখের জন্য তাপমাত্রা এক নয় কেন? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

একটি কার্নো ইঞ্জিন 500 K তাপমাত্রায় উৎস থেকে 1250 J তাপ গ্রহণ করে এবং তাপ গ্রাহকে 700 J তাপ বর্জন করে। ইঞ্জিনের তাপ উৎস ও তাপগ্রাহক উভয়েরই তাপশক্তির পরিবর্তন সাপেক্ষে ইঞ্জিনের দক্ষতা 20% বৃদ্ধি করা সম্ভব।

ক. অভ্যন্তরীণ শক্তি কাকে বলে?

খ. ‘উষ্ণতামিতি পদার্থ হিসাবে পারদ ব্যবহার সুবিধাজনক'- ব্যাখ্যা করো।

গ. তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা নির্ণয় করো।

ঘ. উদ্দীপকের ইঞ্জিনটির দক্ষতা বৃদ্ধি করা সংক্রান্ত তথ্যটি গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

আদর্শ তাপমাত্রা ও চাপে একটি সিলিন্ডারে এক মোল হিলিয়াম গ্যাস রাখা আছে। পরবর্তীতে উক্ত হিলিয়ামের আয়তন প্ৰথমে সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় এবং পরে রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় 1.5 গুণ করা হলো।

ক. তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র বিবৃত করো।

খ. প্রান্তীয় বিভব বর্তনীর তড়িচ্চালক বল অপেক্ষা ছোট হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।

গ. রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় গ্যাসটির চূড়ান্ত চাপ নির্ণয় করো।

ঘ. উদ্দীপক অনুযায়ী কোন প্রক্রিয়ায় বেশি কাজ সম্পন্ন হয়েছে? গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে বুঝিয়ে দাও।

চিত্রে P – V লেখচিত্র দ্বারা একটি চক্রীয় প্রক্রিয়া দেখানো হয়েছে।

এখানে, A বিন্দুতে তাপমাত্রা = 300 K

স্থির আয়তনে মোলার আঃতাপ $=20.78 \mathrm{Jmol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1}$

মোল সংখ্যা = 1.6

$\gamma=1.4$ এবং $1 \mathrm{~atm}=10^{5} \mathrm{Nm}^{-2}$

ক. অন্তঃস্থ শক্তির সংজ্ঞা দাও ।

খ. কার্নোর ইঞ্জিনের কার্যনির্বাহক বস্তু পরিবর্তন করলে ঐ ইঞ্জিনের দক্ষতার কোনরূপ পরিবর্তন হবে না কেন? ব্যাখ্যা করো ।

গ. AB পথে কৃতকাজের মান নির্ণয় করো ।

ঘ. উদ্দীপকের চক্রীয় প্রক্রিয়ায় এন্ট্রপির পরিবর্তন শূন্য হবে কিনা— গাণিতিক বিশ্লেষণের সাহায্যে মতামত দাও ৷

চিত্রে 1 gm পানি তরল হতে বাষ্পীভূত হবার দুটি স্তর দেয়া আছে। D বিন্দুতে বাষ্পের আয়তন 1700 cc । (পানির আপেক্ষিক তাপ 4200 $\mathrm{Jkg}^{-1} \mathrm{~K}^{-1} \text { ) }$।

ক. তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্রটি লিখো।

খ. কার্নোর ইঞ্জিনে দ্বিতীয় ধাপে তাপমাত্রার হ্রাস ঘটে কেন?

গ. AB পথে এনট্রপির পরিবর্তন নির্ণয় করো।

ঘ. BD পথে অন্তঃস্থ শক্তি নির্ণয় করা সম্ভব— গাণিতিকভাবে যাচাই করো।

নিচের চিত্রে কার্নো ইঞ্জিনের কার্যকরী পদার্থের চারটি ধাপ দেখানো হলো-

ক. অভ্যন্তরীণ শক্তি কাকে বলে?

খ. জগতের এনট্রপি বৃদ্ধি পাচ্ছে— ব্যাখ্যা করো

গ. C বিন্দুতে চাপ নির্ণয় করো।

ঘ. প্রতিটি ধাপে এনট্রপি হিসাব করে ইঞ্জিনটির প্রত্যাগামিতা কি যাচাই করা সম্ভব? গাণিতিক বিশ্লেষণপূর্বক তোমার মতামত দাও।

তাপ সুপরিবাহী ও অপরিবাহী পদার্থের তৈরি দুটি ঘর্ষণহীন পিস্টনযুক্ত সিলিন্ডারে $3 \times 10^{5} \mathrm{~Pa}$ চাপে ও 750 K তাপমাত্রায় 1 mol নাইট্রোজেন গ্যাস আছে। অতঃপর উভয় সিলিন্ডারে চাপের পরিমাণ অর্ধেক করা হলো। নাইট্রোজেনের ক্ষেত্রে $\gamma=1.4$ এবং R = 8.31$\mathrm{\ Jmol}^{-1} \mathrm{K}^{-1}$।

ক. পানির ত্রৈধ বিন্দু কাকে বলে?

খ. $\mathrm{C}_{\mathrm{V}}<\mathrm{C}_{\mathrm{P}}$ কেন? ব্যাখ্যা করো।

গ. অপরিবাহী সিলিন্ডারের চূড়ান্ত তাপমাত্রা নির্ণয় করো ।

ঘ. সিলিন্ডারের মধ্যে কৃতকাজের তুলনা করো ।