পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো তাপ ইঞ্জিন দ্বারা কাজে রূপান্তরিত তাপশক্তি এবং ইঞ্জিনে সরবরাহকৃত মোট তাপশক্তির অনুপাতকে ঐ তাপ ইঞ্জিনের কর্মদক্ষতা বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় সিস্টেম ও পরিবেশের মধ্যে কোনো তাপের আদান-প্রদান হয় না, অর্থাৎ $dQ = 0$।
   তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রানুসারে,
   $dQ = dU + dW$
   বা, $0 = dU + dW$
   $\therefore dU = -dW$
   সংকোচনের ক্ষেত্রে সিস্টেমের ওপর কাজ সম্পাদিত হয়, অর্থাৎ কাজ ঋণাত্মক ($dW < 0$)। ফলে $dU$ এর মান ধনাত্মক হয়। অর্থাৎ, বাইরে থেকে সিস্টেমের ওপর যে যান্ত্রিক কাজ করা হয়, তা সরাসরি সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এই কারণে রুদ্ধতাপীয় সংকোচনে সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেওয়া আছে,
   স্থির চাপ, $P = 300\text{ Pa}$
   সম্পাদিত কাজ, $dW = 900\text{ J}$

   আমরা জানি,
   স্থির চাপে সম্পাদিত কাজ,
   $dW = P \cdot dV$
   বা, $dV = \frac{dW}{P}$
   বা, $dV = \frac{900}{300}\text{ m}^3$
   $\therefore dV = 3\text{ m}^3$

   অতএব, গ্যাসের আয়তনের পরিবর্তন $3\text{ m}^3$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেওয়া আছে,
   সিস্টেমে সরবরাহকৃত তাপশক্তি, $dQ = 600\text{ J}$
   সিস্টেম কর্তৃক সম্পাদিত কাজ, $dW = 900\text{ J}$

   তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র (যা মূলত শক্তির সংরক্ষণশীলতার একটি বিশেষ রূপ) অনুসারে পাই,
   $dQ = dU + dW$
   যেখানে $dU$ হলো অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন।

   বা, $dU = dQ - dW$
   বা, $dU = 600\text{ J} - 900\text{ J}$
   $\therefore dU = -300\text{ J}$

   এখানে, $dU$ ঋণাত্মক হওয়ায় বোঝা যায় যে গ্যাসটির অভ্যন্তরীণ শক্তি $300\text{ J}$ হ্রাস পেয়েছে। সিস্টেমটিতে বাইরে থেকে সরবরাহকৃত তাপশক্তির পরিমাণ $600\text{ J}$, এবং অতিরিক্ত $300\text{ J}$ কাজ সিস্টেম তার নিজস্ব অভ্যন্তরীণ শক্তি হ্রাস করার মাধ্যমে সম্পন্ন করেছে। মোট শক্তির পরিমাণ ($600\text{ J} + 300\text{ J} = 900\text{ J}$) কাজের সমপরিমাণ থাকে এবং কোনো শক্তির সৃষ্টি বা ধ্বংস ঘটেনি।

   অতএব, উদ্দীপক অনুসারে শক্তির সংরক্ষণশীলতার নীতি লঙ্ঘিত হয়নি—উক্তিটি সত্য।