পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   প্লাংকের উক্তি: এমন কোনো ইঞ্জিন তৈরি করা সম্ভব নয় যা কোনো শীতল পরিবেশের সাহায্য ছাড়া অবিরাম কোনো বস্তু হতে তাপ শোষণ করে সম্পূর্ণরূপে কাজে রূপান্তর করতে পারে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   জুলের তাপীয় ক্রিয়ার সমীকরণ, H = 0.24 I^2 R t।
   এখানে তড়িৎ প্রবাহমাত্রা (I) এবং সময় (t) ধ্রুবক থাকলে, উৎপন্ন তাপ (H) পরিবাহীর রোধের (R) সমানুপাতিক হয়, অর্থাৎ H ∝ R।

   যেহেতু H ∝ R, তাই H বনাম R লেখচিত্রটি হবে মূলবিন্দুগামী একটি সরলরেখা। লেখচিত্রের প্রকৃতি নির্দেশ করে যে রোধ বৃদ্ধির সাথে সাথে উৎপন্ন তাপ সমানুপাতিক হারে বৃদ্ধি পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   এখানে,
   উৎসের তাপমাত্রা, T₁ = 340 K
   উৎস থেকে শোষিত তাপ, Q₁ = 2200 J
   তাপগ্রাহকের তাপমাত্রা, T₂ = 240 K
   তাপগ্রাহকে বর্জিত তাপ, Q₂ = 1200 J

   উৎস থেকে তাপ শোষণের ক্ষেত্রে এনট্রপির পরিবর্তন:
   ΔS₁ = Q₁ / T₁ = 2200 / 340 = 6.471 J/K

   তাপগ্রাহকে তাপ বর্জনের ক্ষেত্রে এনট্রপির পরিবর্তন:
   ΔS₂ = - Q₂ / T₂ = - 1200 / 240 = - 5 J/K

   সুতরাং, মোট এনট্রপির পরিবর্তন:
   ΔS = ΔS₁ + ΔS₂ = 6.471 - 5 = 1.471 J/K

   অতএব, ইঞ্জিনটিতে মোট এনট্রপির পরিবর্তন 1.471 J/K (বা সামগ্রিক ব্যবস্থায় এনট্রপি 1.471 J/K বৃদ্ধি পাবে)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   প্রাথমিক অবস্থায়:
   উৎসের তাপমাত্রা, T₁ = 340 K
   তাপগ্রাহকের তাপমাত্রা, T₂ = 240 K

   প্রাথমিক দক্ষতা, η₁ = (1 - T₂ / T₁) × 100%
   = (1 - 240 / 340) × 100%
   = (100 / 340) × 100%
   ≈ 29.41%

   উৎসের তাপমাত্রা 120 K বৃদ্ধি করা হলে:
   নতুন উৎসের তাপমাত্রা, T₁' = 340 + 120 = 460 K
   তাপগ্রাহকের তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকলে, T₂ = 240 K

   পরিবর্তিত দক্ষতা, η₂ = (1 - T₂ / T₁') × 100%
   = (1 - 240 / 460) × 100%
   = (220 / 460) × 100%
   ≈ 47.83%

   দক্ষতার পরিবর্তন:
   Δη = η₂ - η₁ = 47.83% - 29.41% = 18.42%

   অতএব, উৎসের তাপমাত্রা 120 K বৃদ্ধি করলে ইঞ্জিনের দক্ষতা 18.42% বৃদ্ধি পাবে।