পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তাপগতিবিদ্যায় কোনো ব্যবস্থার বিশৃঙ্খলা বা রূপান্তরের অক্ষমতার পরিমাপকে এন্ট্রপি বলে। অথবা, রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় বস্তুর যে তাপীয় ধর্ম স্থির থাকে তাকে এন্ট্রপি বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় গৃহীত তাপ সম্পূর্ণরূপে কাজে পরিণত হয়।
   তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রানুসারে, $dQ = dU + dW$। সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির থাকে ($T = \text{ধ্রুবক}$), ফলে ব্যবস্থার অভ্যন্তরীণ শক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না, অর্থাৎ $dU = 0$। সুতরাং, $dQ = dW$। এর অর্থ হলো সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় ব্যবস্থায় সরবরাহকৃত সমুদয় তাপশক্তি সম্পূর্ণরূপে বাহ্যিক কাজে রূপান্তরিত হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক হতে পাই,
   $R_1 = 100\ \Omega$
   $R_2 = 200\ \Omega$
   $R_3 = 150\ \Omega$
   কোষের তড়িচ্চালক শক্তি, $E = 12\text{ V}$

   এখানে, $R_1$ ও $R_2$ রোধদ্বয় সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত। এদের তুল্য রোধ $R_p$ হলে—
   $\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{100} + \frac{1}{200} = \frac{3}{200}\ \Omega^{-1}$
   $\therefore R_p = \frac{200}{3}\ \Omega \approx 66.67\ \Omega$

   $R_p$ এর সাথে $R_3$ শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত। সুতরাং বর্তনীর মোট তুল্য রোধ,
   $R = R_p + R_3 = \frac{200}{3} + 150 = \frac{650}{3}\ \Omega \approx 216.67\ \Omega$

   বর্তনীতে মোট তড়িৎ প্রবাহমাত্রা,
   $I = \frac{E}{R} = \frac{12}{\frac{650}{3}} = \frac{36}{650}\text{ A} \approx 0.0554\text{ A}$

   যেহেতু $R_3$ মূল বর্তনীতে শ্রেণি সমবায়ে যুক্ত, তাই $R_3$-এর মধ্য দিয়ে মূল প্রবাহমাত্রা $I$ প্রবাহিত হবে।
   অতএব, $R_3$ রোধের মধ্যদিয়ে প্রবাহিত প্রবাহমাত্রা $0.0554\text{ A}$ (বা $55.38\text{ mA}$)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে,
   কোষের তড়িচ্চালক শক্তি, $E = 12\text{ V}$

   'গ' হতে পাই,
   বর্তনীটির মোট তড়িৎ প্রবাহ, $I = \frac{36}{650}\text{ A} \approx 0.0554\text{ A}$
   A ও B বিন্দুর মধ্যবর্তী সমান্তরাল অংশের তুল্য রোধ, $R_p = \frac{200}{3}\ \Omega$

   সুতরাং, বর্তনীর A ও B বিন্দুর মধ্যকার বিভব পার্থক্য—
   $V_{AB} = I \times R_p$
   $\Rightarrow V_{AB} = \left(\frac{36}{650}\right) \times \left(\frac{200}{3}\right) = \frac{12 \times 2}{6.5} = \frac{24}{6.5} \approx 3.69\text{ V}$

   দেখা যাচ্ছে যে, A ও B বিন্দুর মধ্যবর্তী বিভব পার্থক্য $V_{AB} = 3.69\text{ V}$, যা কোষের মোট তড়িচ্চালক শক্তি $E = 12\text{ V}$ অপেক্ষা কম ($V_{AB} < E$)। কারণ বর্তনীর বাকি বিভব পতন ঘটে $R_3$ রোধে ($V_3 = I \times R_3 \approx 8.31\text{ V}$)।

   অতএব, বর্তনীর A ও B বিন্দুর মধ্যে বিভব পার্থক্য কোষের তড়িচ্চালক শক্তির সমান হবে না।