Questions in this chapter

তাপ পরিবাহী ও অপরিবাহী পদার্থের তৈরি দুটি ঘর্ষণহীন পিস্টনযুক্ত সিলিন্ডারে $2 \times 10^{5} \mathrm{~Pa}$ চাপে ও $600 \mathrm{~K}$ তাপমাত্রায় $1 \mathrm{~mol}$ হিলিয়াম গ্যাস আছে। পরবর্তীতে উভয় সিলিন্ডারে চাপের পরিমাণ অর্ধেক করা হলো । (হিলিয়ামের ক্ষেত্রে $\gamma=1.67$ এবং $\mathrm{R}=8.31 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{k}^{-1}$)

ক. তাপ গতিবিদ্যার ১ম সূত্রটি বিবৃত কর।

খ. সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় $\rm{d W=d Q}$ কেন? ব্যাখ্যা কর।

গ. অপরিবাহী সিলিন্ডারে চূড়ান্ত তাপমাত্রা নির্ণয় কর।

ঘ. সিলিন্ডারদ্বয়ের মধ্যে কোনটির ক্ষেত্রে কৃতকাজ বেশি? যাচাই কর।

দ্বাদশ শ্রেণির বিজ্ঞান বিভাগের দু'জন শিক্ষার্থী, সুজন ও শৈলী, একটি আদর্শ গ্যাসকে $27^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রা ও $300 \mathrm{~cm}$ পারদ চাপে যথাক্রমে সমোষ্ণ ও রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় গ্যাসের আয়তন অর্ধেক করল। গ্যাসটি দ্বিপরমাণুক ।

ক. পানির ত্রৈধবিন্দু কাকে বলে?

খ. $\mathrm{P} \sim \mathrm{V}$ লেখচিত্রে রুদ্ধতাপীয় রেখাকে সম-এন্ট্রপি রেখা বলা হয় কেন?

গ. শৈলী কর্তৃক সংঘটিত তাপগতীয় পরিবর্তনে গ্যাসটির তাপমাত্রা কত হবে?

ঘ. উদ্দীপকের আলোকে সুজন ও শৈলীর মধ্যে কে বেশি কাজ সম্পাদন করবে? গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে ব্যাখ্যা কর।

$A$ প্রক্রিয়ার $2\ kg$ পানিকে $0^\circ C$ তাপমাত্রা থেকে বাষ্পে রূপান্তরিত করা হলো। অন্যদিকে $B$ প্রক্রিয়ায় $10^\circ C$ তাপমাত্রার $5\ kg$ পানিকে $100^\circ C$ তাপমাত্রার পানিতে পরিণত করা হলো। (পানির আপেক্ষিক তাপ $4200 \mathrm{~J} \mathrm{~kg}^{-1} \mathrm{~K}^{-1}$ এবং পানির বাষ্পীভবনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ $2.26 \times 10^{6} \mathrm{~J} \mathrm{~kg}^{-1}$)

ক. আপেক্ষিক তাপ কাকে বলে?

খ. তড়িৎ প্রবাহের ফলে পরিবাহীতে তাপ উৎপন্ন হয় কেন? ব্যাখ্যা কর।

গ. উদ্দীপকে $A$ প্রক্রিয়ায় মোট প্রয়োজনীয় তাপ নির্ণয় কর।

ঘ. উদ্দীপকে কোন প্রক্রিয়ায় বিশৃঙ্খলার মাত্রা বেশি? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।

একজন শিক্ষার্থী লিখন $84\ kJ$ তাপ সরবরাহ করে $30^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রার $5\ kg$ পানিকে উত্তপ্ত করল। অপর শিক্ষার্থী নিয়ন তাপ সরবরাহ করে $100^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রার পানিকে সম্পূর্ণরূপে বাষ্পে পরিণত করল। পানির আপেক্ষিক তাপ $4200 \mathrm{~J} \mathrm{~kg}^{-1} K^{-1}$ এবং বাষ্পীভবনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ $2.26 \times 10^{6} \mathrm{Jkg}^{-1}$ |

ক. সমোষ্ণ প্রক্রিয়া কাকে বলে?

খ. পৃথিবীর তড়িৎ বিভব শূন্য ধরা হয় কেন? ব্যাখ্যা কর ।

গ. লিখন পানির তাপমাত্রা কতটুকু বৃদ্ধি করেছিল? নির্ণয় কর।

ঘ. উদ্দীপকের কোন প্রক্রিয়াটি অধিক পরিবেশবান্ধব? তোমার উত্তরের সপক্ষে যুক্তি দাও ৷

This needs to be delated

দ্বাদশ শ্রেণির বিজ্ঞান বিভাগের দু'জন শিক্ষার্থী, সুজন ও শৈলী, একটি আদর্শ গ্যাসকে $27^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রা ও $27^{\circ} \mathrm{C}$ পারদ চাপে যথাক্রমে সমোষ্ণ ও রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় গ্যাসের আয়তন অর্ধেক করল। গ্যাসটি দ্বিপরমাণুক ।

ক. পানির ত্রৈধবিন্দু কাকে বলে?

খ. $\mathrm{P} \sim \mathrm{V}$ লেখচিত্রে রুদ্ধতাপীয় রেখাকে সম-এন্ট্রপি রেখা বলা হয় কেন?

গ. শৈলী কর্তৃক সংঘটিত তাপগতীয় পরিবর্তনে গ্যাসটির তাপমাত্রা কত হবে?

ঘ. উদ্দীপকের আলোকে সুজন ও শৈলীর মধ্যে কে বেশি কাজ সম্পাদন করবে? গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে ব্যাখ্যা কর।

$30^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রার $0.05 \mathrm{~kg}$ পানিকে স্বাভাবিক চাপে $2 \times 10^{-3} m^{3}$ আয়তনের বাষ্পে পরিণত করা হলো। এ প্রক্রিয়ায় সিস্টেমের অন্তঃস্থ শক্তির পরিবর্তন $1.28 \times 10^{4} \mathrm{~J}$। [পানির বাষ্পীভবনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ, $L_{v}=2.26 \times 10^{6} \mathrm{~J} \mathrm{~kg}^{-1}$ এবং পানির আপেক্ষিক তাপ, $\mathbf{S}=4200 \mathrm{~J} \mathrm{~kg}^{-1} \mathrm{~K}^{-1}$]

ক. উষ্ণতা কাকে বলে?

খ. রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে সিস্টেম শীতল হয়- ব্যাখ্যা দাও ।

গ. উদ্দীপকের · পানিকে বাষ্পে পরিণত করার জন্য এন্ট্রপির পরিবর্তন কত হবে নির্ণয় কর।

ঘ. উদ্দীপকের প্রক্রিয়াটি তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রকে সমর্থন করে কি-না- গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে যাচাই কর।

তাসিন নিচের লেখচিত্রের চক্রটি বিশ্লেষণ করে বলল, এটি কার্নোর চক্র।

মোলার গ্যাস ধ্রুবক $8.31 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1}$ ।

ক. আধানের কোয়ান্টায়ন কী?

খ. সমান্তরাল পাত ধারকের ধারকত্ব পাতদ্বয়ের মধ্যবর্তী মাধ্যমের উপর নির্ভর করে কি? ব্যাখ্যা কর।

গ. $1$ মোল আদর্শ গ্যাসের জন্য উদ্দীপকের $AB$ অংশে কৃতকাজ নির্ণয় কর।

ঘ. তাসিনের বিশ্লেষণ সঠিক ছিল কি না এন্ট্রপি পরিবর্তনের সাপেক্ষে গাণিতিক বিশ্লেষণসহ মন্তব্য কর।

একটি ইঞ্জিনের সাহায্যে প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে $16\ gm$ হাইড্রোজেন গ্যাসের আয়তন সমোষ্ণ ও রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় দ্বিগুণ করা হলো। ইঞ্জিনটি $227^{\circ} \mathrm{C}$ এবং $0^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রায় কার্য সম্পাদন করতে পারে।

ক. এন্ট্রপি কাকে বলে?

খ. $C_p$ অপেক্ষা $C_v$ ছোট কেন? ব্যাখ্যা কর।

গ. উদ্দীপকের ইঞ্জিনটির দক্ষতা নির্ণয় কর।

ঘ. একই পরিমাণ প্রসারণের জন্য উদ্দীপকের আলোকে কোন প্রক্রিয়ায় বেশি কাজ সম্পাদিত হবে তার গাণিতিক বিশ্লেষণ দাও।

একটি কার্নো ইঞ্জিন সমোষ্ণ প্রসারণ, রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ, সমোষ্ণ সংকোচন ও রুদ্ধতাপীয় সংকোচন এ চারটি ধাপে কাজ করে। ইঞ্জিনের তাপ উৎস ও তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা যথাক্রমে $1000^\circ C$ ও $500^\circ C$। ধাপ চারটিতে সম্পাদিত কাজের পরিমাণ যথাক্রমে $900\ J, 800\ J, 500\ J$ ও $250\ J$।

ক. ধারকত্বের সংজ্ঞা দাও।

খ. গোলকের অভ্যন্তরে সকল বিন্দুতে বিভব সমান– ব্যাখ্যা কর।

গ. ইঞ্জিন কর্তৃক মোট সম্পাদিত কাজের পরিমাণ নির্ণয় কর।

ঘ. উদ্দীপকের ইঞ্জিনটির তাপ উৎসের তাপমাত্রা বাড়ানোর চেয়ে তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা সমপরিমাণ কমালে দক্ষতা আরও বৃদ্ধি পাবে— গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে যথার্থতা যাচাই কর।

একটি প্রত্যাগামী ইঞ্জিন গৃহীত তাপের $\frac{1}{6}$ অংশ কাজে পরিণত করে। এর তাপগ্রাহকের তাপমাত্রা $54\ K$ কমলে দক্ষতা দ্বিগুণ হয়। উৎসে ব্যবহৃত পদার্থের ভর $m$ একক ও আপেক্ষিক তাপ $S$ একক।

ক. অন্তঃস্থ শক্তি কাকে বলে?

খ. ইঞ্জিনের কর্মদক্ষতা ও রেফ্রিজারেটরের কার্যসম্পাদক গুণাঙ্কের মধ্যে পার্থক্য নিরূপণ কর।

গ. এর তাপ উৎসের তাপমাত্রা নির্ণয় কর।

ঘ. ইঞ্জিনের দক্ষতা দ্বিগুণ করা হলে উৎসে ব্যবহৃত পদার্থের এনট্রপি বাড়বে না-কি কমবে গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা দাও।

একটি তাপ ইঞ্জিনের গৃহীত তাপ ও বর্জিত তাপের অনুপাত $5 : 2$. উৎসের তাপমাত্রা $110\ K$ বাড়ালে দক্ষতা $70\%$ হয়। ইঞ্জিনটি তাপ উৎস হতে $1200\ J$ তাপ গ্রহণ করে।

ক. পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক কী?

খ. চার্জিত গোলাকার পরিবাহীর কেন্দ্রে ও পৃষ্ঠে বিভব সমান— ব্যাখ্যা কর।

গ. ইঞ্জিনটির দক্ষতা বের কর।

ঘ. তাপ উৎসের তাপমাত্রা অপরিবর্তিত রেখে এটিকে কীভাবে প্রত্যাবর্তী ইঞ্জিনে রূপান্তর সম্ভব—বিশ্লেষণ কর।

শহীদ একটি ইঞ্জিন তৈরি করে দাবি করল তার ইঞ্জিনটি কার্নোর প্রত্যাগামী ইঞ্জিন। এটি উৎস হতে গৃহীত তাপের এক-চতুর্থাংশ কাজে পরিণত করে বাকী $300\ J$ তাপগ্রাহকে বর্জন করে। শহীদ তার ইঞ্জিনের তাপ উৎস ও গ্রাহকের তাপমাত্রা পেয়েছিল যথাক্রমে $350\ K$ ও $310\ K$।

ক. তাপগতিবিদ্যার ২য় সূত্র লিখ।

খ. তাপের পরিবহন অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া কেন? ব্যাখ্যা কর।

গ. তাপ উৎসের তাপ নির্ণয় কর।

ঘ. বাস্তবে দেখা গেল তার দাবি সঠিক নয় । ইঞ্জিনটিকে প্রত্যাগামী করতে কী ধরনের পরির্তন করতে হবে গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে ব্যাখ্যা কর।

পিস্টনযুক্ত একটি সিলিন্ডারে কিছু গ্যাস আবদ্ধ আছে। $300\ Pa$ স্থির চাপে ধীরে ধীরে $600\ J$ তাপশক্তি সরবরাহ করায় সিস্টেম কর্তৃক সম্পাদিত কাজের পরিমাণ হলো $900\ J$।

ক. তাপ ইঞ্জিনের কর্মদক্ষতা কী?

খ. রুদ্ধতাপীয় সংকোচনে সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি পায় কেন?

গ. গ্যাসের আয়তনের পরিবর্তন নির্ণয় কর।

ঘ. “উদ্দীপক অনুসারে শক্তির সংরক্ষণশীল নীতিটি লঙ্ঘিত হয় না।” – গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে এর সত্যতা যাচাই কর।

একটি প্রত্যাবর্তী তাপ ইঞ্জিনের, তাপ উৎস এবং তাপগ্রাহকের তাপমাত্রা যথাক্রমে $550^\circ C$ এবং $138^\circ C$। সমোষ্ণ প্রসারণে গৃহীত তাপের পরিমাণ $750\ J$.

ক. তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্রটি কী?

খ. গ্যাসের মোলার আপেক্ষিক তাপ বলতে কী বুঝায়?

গ. উদ্দীপকের তাপ ইঞ্জিনের তৃতীয় ধাপে এনট্রপির পরিবর্তন নির্ণয় কর।

ঘ. উদ্দীপকের তাপ ইঞ্জিনটির দক্ষতা দ্বিগুণ বৃদ্ধি করতে কী ব্যবস্থা গ্রহণ করা যেতে পারে? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।

পদার্থবিজ্ঞানের একজন গবেষক সকল দোষত্রুটিমুক্ত একটি তাপ ইঞ্জিন তৈরি করলেন; যা কার্নো ইঞ্জিনের সাথে তুলনীয়। ইঞ্জিনটি $200^\circ C$ তাপমাত্রায় তাপ উৎস থেকে $600\ J$ তাপ গ্রহণ করে এবং গ্রাহকে $400\ J$ তাপ বর্জন করে। তিনি বললেন, “উৎসের তাপমাত্রা পরিবর্তন না করেও যন্ত্রের দক্ষতা $70\%$ করা সম্ভব।”

ক. অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া কাকে বলে?

খ. ক্লিনিক্যাল থার্মোমিটারের $0^\circ F$ থেকে দাগ কাটা থাকে না কেন? ব্যাখ্যা কর।

গ. তাপগ্রাহকের তাপমাত্রা নির্ণয় কর।

ঘ. গবেষকের উক্তিটি যথার্থ কি-না? গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে দেখাও।

একটি কার্নো ইঞ্জিন $510\ K$ তাপমাত্রার উৎস থেকে $1400\ J$ তাপ শোষণ করে গ্রাহকে $800\ J$ তাপ বর্জন করে।

ক. তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্র কী?

খ. জগতের তাপীয় মৃত্যু বলতে কী বুঝ?

গ. ইঞ্জিনটির কর্মদক্ষতা নির্ণয় কর।

ঘ. ইঞ্জিনটির কর্মদক্ষতা $54\%$ করতে হলে কী কী ব্যবস্থা নেওয়া যেতে পারে তা গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা কর।

একটি কফিপটে নাড়ানীর সাহায্যে খুব জোরে কফি নাড়া হলো। ফলে কফির আয়তন $50 \mathrm{~cm}^{3}$ বৃদ্ধি পেল। একই সময়ে কফিপট হতে $40\ J$ তাপ পরিবহন এবং পরিচলন পদ্ধতিতে নির্গত হলো। বায়ুর চাপ $=1 \times 10^{5} \mathrm{Nm}^{-2}$।

ক. তাপীয় সিস্টেম কী?

খ. ইঞ্জিনের দক্ষতা কখনোই $100\%$ হতে পারে না—ব্যাখ্যা কর।

গ. কফির উপর কতটুকু কাজ করা হলো?

ঘ. এটি তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রকে সমর্থন করে কি-না যাচাই করে ব্যাখ্যা কর।

$0^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রার $505g$ বরফকে $47.5^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রার $4.8 kg$ পানির সাথে মেশানো হলো। [বরফ গলনে আপেক্ষিক সুপ্ততাপ $L_{f}=3,36,000 \mathrm{~J} \mathrm{~kg}^{-1}$, পানির আপেক্ষিক তাপ, $\mathrm{S}=4200 \mathrm{~J} \mathrm{~kg}^{-1} \mathrm{~K}^{-1}$ ও পানির বাষ্পীভবনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ, $L_{v}=22,68,000 \mathrm{~J} \mathrm{~kg}^{-1}$]

ক. হল ক্রিয়া কী?

খ. ধাতুসমূহের সূচন কম্পাঙ্ক না থাকলে কী ঘটত ব্যাখ্যা কর।

গ. উদ্দীপকে শুধুমাত্র বরফ গলার ফলে এন্ট্রপির কত পরিবর্তন হবে?

ঘ. তুমি কীভাবে উদ্দীপকের মিশ্রণের মোট এন্ট্রপির পরিবর্তন নির্ণয় করবে তা গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা কর।

একটি তাপ ইঞ্জিনের কার্যকর পদার্থ $600\ K$ তাপমাত্রার উৎস থেকে $1200\ J$ তাপ গ্রহণ করে এবং $300\ K$ তাপমাত্রার গ্রাহকে $600\ J$ তাপ বর্জন করে।

ক. প্রত্যাগামী প্রক্রিয়া কী?

খ. তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্রটি ব্যাখ্যা কর।

গ. তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা নির্ণয় কর।

ঘ. তাপ ইঞ্জিনটি প্রত্যাগামী না অপ্রত্যাগামী –গাণিতিক যুক্তিসহ সিদ্ধান্ত দাও।

একটি কার্নো ইঞ্জিন $327^{\circ} \mathrm{C}$ এবং $27^{\circ} \mathrm{C}$ পরিসরে কাজ করে তাপ উৎস থেকে $6000\ \mathrm{J}$ তাপ গ্রহণ করে কিছু তাপ কাজে রূপান্তর করে এবং অবশিষ্ট তাপগ্রাহকে বর্জন করে।

ক. এন্ট্রপি কী?

খ. একই পরিমাণ তাপ দুটি ভিন্ন বস্তুতে সরবরাহ করা হলেও তাপমাত্রার পরিমাণ ভিন্ন হয় কেন? ব্যাখ্যা কর।

গ. তাপগ্রাহকে বর্জিত তাপের পরিমাণ বের কর।

ঘ. উদ্দীপকের ইঞ্জিনটির কর্মদক্ষতা দ্বিগুণ করা সম্ভব কি? গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে ব্যাখ্যা কর।