Questions in this chapter

একটি তাপ ইঞ্জিন $147^\circ C$ তাপমাত্রায় তাপ উৎস থেকে $1260$ জুল তাপ $37^\circ C$ তাপমাত্রায় তাপগ্রাহকে $930$ জুল তাপ বর্জন করে।

ক. প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া কী?

খ. তাপ ইঞ্জিন ও রেফ্রিজারেটর-এর কার্য পদ্ধতির মূল পার্থক্য ব্যাখ্যা কর।

গ. ইঞ্জিনের দক্ষতা নির্ণয় কর।

ঘ. ইঞ্জিনটি প্রত্যাগামী না অপ্রত্যাগামী? বিশ্লেষণ কর।

ক. অভ্যন্তরীণ শক্তি কী?

খ. জগতের তাপীয় মৃত্যু বলতে কী বোঝ?

গ. উদ্দীপকের কার্নো ইঞ্জিনের তাপীয় দক্ষতা বের কর।

ঘ. ইঞ্জিনটির তাপীয় দক্ষতা 100% হতে হলে উৎসের তাপমাত্রা অসীম অথবা সিংকের তাপমাত্রা 0K হতে হবে– বিশ্লেষণ কর।

$27^\circ C$ তাপমাত্রায় একটি গ্যাস চেম্বারে $1$ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে $100\ kg\ m^{-3}$ ঘনত্বের $CO_2$ গ্যাস আছে। চেম্বারটিতে গ্যাসের চাপ $2$ বায়ুমণ্ডলীয় করা হলে চেম্বারটি হঠাৎ ফেটে যায়। ($\gamma = 1.33$)

ক. প্রত্যাগামী প্রক্রিয়া কাকে বলে?

খ. তাপগ্রাহকের তাপমাত্রা হ্রাস পেলে কার্নো ইঞ্জিনের দক্ষতা বৃদ্ধি পায়— ব্যাখ্যা কর।

গ. ফেটে যাওয়ার মুহূর্তে চেম্বারটির চূড়ান্ত তাপমাত্রা কত ছিল?

ঘ. চেম্বারটির চূড়ান্ত তাপমাত্রায় গ্যাসের ঘনত্বের কেমন পরিবর্তন হবে? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।

দেবু এবং জীম দুটি ইঞ্জিন তৈরি করল। ইঞ্জিনদ্বয়ের উচ্চ তাপমাত্রা যথাক্রমে 600 K এবং 500K ও নিম্ন তাপমাত্রা যথাক্রমে 500 K এবং 400 K । দেবু দাবি করল যে, তার ইঞ্জিনটি বেশি কার্যক্ষম।

ক. এন্ট্রপি কাকে বলে?

খ. তাপমাত্রা বাড়লে অর্ধ-পরিবাহীর রোধ কমলেও পরিবাহীর রোধ বৃদ্ধি পায়— ব্যাখ্যা কর।

গ. জীমের তৈরি ইঞ্জিনের দক্ষতা নির্ণয় কর।

ঘ. দেবুর দাবি সঠিক কি-না-গাণিতিক বিশ্লেষণসহ মতামত দাও।

কার্নো ইঞ্জিনের প্রতি স্তরে সংকোচন বা প্রসারণের অনুপাত $1 : 2$। এতে কার্যনির্বাহক বস্তু হিসাবে $3\ mole$ দ্বিপরমাণুক গ্যাস ব্যবহার করা হলো। [দ্বিপরমাণুক গ্যাসের $\gamma = 1.4$]

ক. কৌণিক বিবর্ধন কী?

খ. আলোর ব্যতিচারে সুসংগত আলোক উৎস ব্যবহার করা হয় কেন?

গ. কার্নো-চক্রের লেখটি $A$ হতে $B$ বিন্দুতে আনতে কৃতকাজ হিসাব কর ।

ঘ. উদ্দীপকে প্রদত্ত ইঞ্জিনের দক্ষতা $33\%$ অপেক্ষা বেশি হওয়া সম্ভব কি?—গাণিতিক যুক্তির সাহায্যে উত্তর দাও।

একটি কার্নো ইঞ্জিনের তাপ উৎস ও তাপগ্রাহকের তাপমাত্রা যথাক্রমে $1200^\circ C, 600^\circ C$। এতে চারটি ধাপে সম্পাদিত কাজের পরিমাণ যথাক্রমে $1100\ J, 1150\ J, 600\ J$ ও $300\ J$

ক. এন্ট্রপি কাকে বলে?

খ. গ্যাস প্রসারণের সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় কৃতকাজ সমচাপ প্রক্রিয়ায় কৃতকাজ অপেক্ষা বৃহত্তর – ব্যাখ্যা কর।

গ. উদ্দীপকে কার্নো ইঞ্জিন কর্তৃক কৃতকাজের পরিমাণ নির্ণয় কর।

ঘ. ইঞ্জিনটির দক্ষতা বৃদ্ধিকল্পে তুমি এর উৎসের তাপমাত্রা বাড়াবে না-কি এর গ্রাহকের তাপমাত্রা সমপরিমাণ কমাবে? তুলনামূলক বিশ্লেষণসহ মতামত দাও।

$1\ kW$ ক্ষমতার একটি ইলেকট্রিক কেটলীতে গ্রীষ্মকালে $1$ লিটার পানি $5$ মিনিটে ফুটে। কিন্তু শীতকালে একই পরিমাণ পানি ফুটতে $1$ মিনিট সময় বেশি লাগে। কক্ষতাপমাত্রার তারতম্যের কারণে এরূপ হয়ে থাকে।

ক. রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া কী?

খ. গ্যাসের ক্ষেত্রে দুটি আপেক্ষিক তাপ থাকে কেন? ব্যাখ্যা কর।

গ. শীতকালে কেটলীতে কত ক্যালরি তাপ উৎপন্ন করে?

ঘ. উদ্দীপকের আলোকে কক্ষতাপমাত্রার তারতম্য নির্ণয় করে শেষোক্ত উক্তিটির যথার্থতা যাচাই কর।

নিচে কার্নো চক্রের চারটি ধাপ $P – V$ লেখচিত্রের মাধ্যমে প্রদর্শন করা হলো:

ক. তাপীয় সমতা কী?

খ. তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রটি শক্তির নিত্যতা সূত্রের একটি বিশেষ রূপ— ব্যাখ্যা কর।

গ. উল্লিখিত কার্নো ইঞ্জিনের দক্ষতা বের কর।

ঘ. চক্রটির প্রতি ধাপে এন্ট্রপির পরিবর্তন এর তুলনামূলক বিশ্লেষণ কর ।

একটি সিলিন্ডারের $300\ K$ তাপমাত্রায় এবং $4$ বায়ুমণ্ডলীর চাপে $10$ লিটার গ্যাস আবদ্ধ আছে।

ক. অপবর্তন কী?

খ. বিমুখী ঝোঁকে ডায়োডের ডিপ্লেশন লেয়ার বৃদ্ধি পায় কেন?

গ. সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় চাপ দ্বিগুণ করা হলে সিলিন্ডারে গ্যাসের আয়তন কত হবে?

ঘ. সিলিন্ডারে গ্যাসের চাপ হঠাৎ দ্বিগুণ করা হলে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়— তাপগতিবিদ্যার ১ম সূত্রের আলোকে বিষয়টির যৌক্তিকতা যাচাই কর।

উপরের লেখচিত্রে $n = 1$ mole গ্যাসের জন্য $P - V$ লেখের চক্রীয় প্রক্রিয়া দেখানো হয়েছে। B বিন্দুতে উৎস হতে 200 J তাপ গৃহীত হয়।

ক. তাপীয় সিস্টেম কী?

খ. রুদ্ধতাপীয় সংকোচনে চাপের পরিবর্তন অধিকতর কেন? ব্যাখ্যা করো।

গ. CA ও AB পথে মোট কৃতকাজ কত?

ঘ. BC পথে অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন নির্ণয় করা সম্ভব হবে। 'কি? গাণিতিকভাবে যাচাই করো।

চিত্রে আদর্শ তাপ অপরিবাহী পদার্থে তৈরি সিলিন্ডার পিস্টন ব্যবস্থায় কিছু অক্সিজেন আবদ্ধ আছে। এর আয়তন $10^{-3}$ ও তাপমাত্রা $300 K$ । পিস্টনটি ঘর্ষণহীন এবং ঐ সময় বায়ুমণ্ডলের চাপ ছিল $10^5$। পিস্টনের তলার ক্ষেত্রফল $2.5 \times 10^{-3} \mathrm{~m}^{2}$। $= 10 m.s^{-2}$

ক. মোলার তাপধারণ ক্ষমতা কাকে বলে?

খ. স্থির আয়তনে কোনো গ্যাসের মোলার আপেক্ষিক তাপ 25.2 J mol-1K-1 বলতে কী বোঝায়?

গ. ভর চাপানোর পর অক্সিজেনের আয়তন কত হবে নির্ণয় কর।

ঘ. উক্ত প্রক্রিয়ায় অন্তঃস্থ শক্তির কীরূপ পরিবর্তন হয়েছে, গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর ।

দুটি সিলিন্ডারে ঘর্ষণহীন পিস্টন দ্বারা 2 বায়ুমণ্ডলীয় চাপে ও 27°C তাপমাত্রায় 2gm হিলিয়াম আবদ্ধ আছে। ১মটি আদর্শ তাপ পরিবাহী এবং ২য়টি আদর্শ তাপ অপরিবাহী পদার্থে তৈরি। উভয় পিস্টন থেকে প্রযুক্ত বল অপসারণ করা হলো।

ক. কার্নো চক্র কী?

খ. রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে কোনো সিস্টেমের তাপমাত্রা হ্রাস পায় কেন?

গ. ২য় সিলিন্ডারের গ্যাসের চূড়ান্ত তাপমাত্রা নির্ণয় কর।

ঘ. উভয় ক্ষেত্রে হিলিয়াম কর্তৃক কৃতকাজের তুলনা কর।

চিত্রে আদর্শ তাপ অপরিবাহী পদার্থের তৈরি সিলিন্ডার পিস্টন ব্যবস্থায় নাইট্রোজেন গ্যাস আবদ্ধ আছে। এর চাপ, আয়তন ও তাপমাত্রা চিত্রে উল্লেখ আছে। একে সংকুচিত করে আয়তন 5×10-4m3' করা হলো। এক পরমাণুক, দ্বি-পরমাণুক ও বহু পরমাণুক গ্যাসের ক্ষেত্রে এর মান যথাক্রমে $1.67$, $1.4$ ও $1.33$। সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক $8.31 \ J mol^{-1}.K^{-1}$

$P=10^5 \ Pa$

$V=10^{-3}m^3$

$T=300 \ K$

ক. সমচাপ প্রক্রিয়া কী?

খ. সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় এন্ট্রপির হ্রাস-বৃদ্ধি উভয়ই হয়- ব্যাখ্যা করো ।

গ. প্রক্রিয়ার পর চাপ কত হবে নির্ণয় কর।

ঘ. প্রক্রিয়াটিতে কত কাজ সম্পন্ন হয়েছে? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।

চিত্রের পাত্রটি তাপ সুপরিবাহী পদার্থে তৈরি। এতে $0.1m^3$পিস্টনের অবস্থান লক্ষ করলে দেখা গেল, পিস্টনের অবস্থান পুনরায় পরিবর্তিত হয়েছে। ঐ সময় বায়ুমণ্ডলের তাপমাত্রা 27°C ছিল।

ক. এনট্রপির SI একক কী?

খ. মোলার তাপধারণ ক্ষমতা বলতে কী বোঝায়?

গ. F প্রত্যাহারের পর অক্সিজেনের আয়তন কত হয়েছিল নির্ণয় কর।

ঘ. পরবর্তীতে পিস্টনের অবস্থানের কেন এবং কীরূপ পরিবর্তন হয়েছিল গাণিতিক বিশ্লেষণ করে মতামত দাও।

নিচের চিত্রে $n$ মোল আদর্শ গ্যাসের আয়তনের সাথে চাপের পরিবর্তন দেখানো হয়েছে।

ক. বিচ্ছিন্ন সিস্টেম কাকে বলে?

খ. রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া একটি দ্রুত প্রক্রিয়া কেন?

গ. $P_{1}=1.01 \times 10^{5} \mathrm{~Pa}, V_{1}=100 \mathrm{cc}$ এবং $P_{2}=3 \times 10^{5} \mathrm{~Pa}$ হলে,$V_2$ নির্ণয় কর।

ঘ. লেখচিত্রে প্রদর্শিত গ্যাসের প্রসারণের ক্ষেত্রে কৃতকাজের রাশিমালা গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

প্রমাণ তাপমাত্রা ও চাপে একটি সিলিন্ডারে ঘর্ষণহীন পিস্টন দ্বারা 2 গ্রাম হিলিয়াম আবদ্ধ আছে। চাপ প্রয়োগে হিলিয়ামের আয়তন অর্ধেক করা হলো।

ক. অন্তঃস্থ শক্তি কাকে বলে?

খ. স্থির চাপে মোলার তাপধারণ ক্ষমতা ও স্থির আয়তনে মোলার তাপধারণ ক্ষমতা ভিন্ন হওয়ার কারণ ব্যাখ্যা কর।

গ. হিলিয়ামের আয়তন নির্ণয় কর।

ঘ. সিলিন্ডারটি তাপ সুপরিবাহী ও চাপ ধীরে প্রয়োগ করা হলে এবং সিলিন্ডারটি তাপ কুপরিবাহী ও চাপ দ্রুত প্রয়োগ করা, হলে কোন ক্ষেত্রে বেশি শক্তি ব্যয় হবে উপযুক্ত কারণসহ মতামত দাও।

একজন ছাত্র প্রমাণ উচ্চতা ও চাপে একই ধরনের পিস্টনযুক্ত দুটি সিলিন্ডারের প্রতিটিতে 44.8 লিটার করে গ্যাস নিয়ে ১ম টিতে পিস্টন আটকিয়ে 207.75 J তাপ প্রদান করায় গ্যাসের তাপমাত্রা বৃদ্ধি 5°C দেখতে পেলো। ২য় টিতে স্থিরচাপে গ্যাসের তাপমাত্রা একই পরিমাণ বৃদ্ধি করার জন্য তাকে 290.85 J তাপ প্রদান করতে হলো।

ক. বদ্ধ সিস্টেম কাকে বলে?

খ. অপ্রত্যাগামী প্রক্রিয়ায় এনট্রপি বৃদ্ধি পায় ব্যাখ্যা করো।

গ. ২য় সিলিন্ডারে গ্যাস কর্তৃক কৃতকাজের মান নির্ণয় করো।

ঘ. গ্যাসটি কত পারমাণবিক হতে পারে- গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে মতামত দাও ।

চিত্রে 20 gm অক্সিজেন গ্যাসের জন্য লেখচিত্র দেখানো হলে:

$\quad$সমোষ্ণ প্রক্রিয়া চিত্র-১ $\quad$রুদ্ধতাপীয় চিত্র-২

ক. এন্ট্রপি কাকে বলে?

খ. টায়ার ফাটলে ঠান্ডা বাতাস বের হয় কেন?

গ. চিত্র ২ অনুযায়ী $T_{2}$ এর মান বের কর।

ঘ. কোন চিত্র অনুযায়ী কৃতকাজের পরিমাণ বেশি হবে -গাণিতিক বিশ্লেষণের সাহায্যে মতামত দাও।

চিত্রে একটি কার্নোর চক্র দেখানো হয়েছে।

ক. তাপের যান্ত্রিক তুল্যাংক কী?

খ. রুদ্ধতাপীয় সংকোচনের সময় গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি পায় কেন?

গ. T নির্ণয় কর।

ঘ, দেখাও যে, $P_{1} P_{3}=P_{2} P_{4}$

A ও B পাত্রে যথাক্রমে 100°C ও 0°C তাপমাত্রার 1 kg করে পানি আছে।

ক. ইঞ্জিনের দক্ষতা কী?

খ. রুদ্ধতাপীয় লেখ সমোষ্ণ লেখ অপেক্ষা Y গুণ খাড়া কেন ব্যাখ্যা কর।

গ. A ও B কে ব্যবহার করে ইঞ্জিন তৈরি করা হলে সর্বাধিক দক্ষতা কত হবে নির্ণয় কর।

ঘ. A ও B পাত্রের পানি একত্রে মিশ্রিত করলে এন্ট্রপির কীরূপ 'পরিবর্তন হবে? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।