পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Barishal Board • বরিশাল বোর্ড ২০২৫

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

5×105 Pa 5 \times 10^{5} \mathrm{~Pa} চাপে কোনো আবদ্ধ গ্যাসে 2400J তাপ সরবরাহ করায় গ্যাসের আয়তন 1.6×103 cm3 1.6 \times 10^{3} \mathrm{~cm}^{3} থেকে পরিবর্তিত হয়ে 3.2×103 cm3 3.2 \times 10^{3} \mathrm{~cm}^{3} হলো। একজন শিক্ষার্থী উক্ত গ্যাসের অন্তঃস্থ শক্তির পরিবর্তন 1.6×103 J 1.6 \times 10^{3} \mathrm{~J} পেলো। সে উক্ত গ্যাসের তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য একটি রোধ থার্মোমিটার ব্যবহার করলো। থার্মোমিটারটির বরফবিন্দু, বাষ্পবিন্দু ও গ্যাসের চূড়ান্ত তাপমাত্রায় রোধ যথাক্রমে 12Ω \Omega , 24Ω \Omega ও 36Ω 36 \Omega প্রদর্শন করে।

  1. ক)

    প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    CP>CV \mathrm{C}{\mathrm{P}}>\mathrm{C}{\mathrm{V}} কেন?

    (2)
  3. গ)

    উদ্দীপকে বর্ণিত গ্যাসের চূড়ান্ত তাপমাত্রা নির্ণয় কর।

    (3)
  4. ঘ)

    উদ্দীপকের শিক্ষার্থীর প্রাপ্ত অন্তঃস্থ শক্তির পরিবর্তন সঠিক ছিল কি-না-গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে যাচাই কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    যে তাপগতীয় প্রক্রিয়া বিপরীতমুখী হয়ে প্রত্যাবর্তন করে এবং সম্মুখবর্তী ও বিপরীতমুখী প্রতি স্তরে তাপ ও কাজের ফলাফল সমান ও বিপরীত হয়, তাকে প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    স্থির চাপে কোনো গ্যাসের তাপমাত্রা 1 K1\,\text{K} বৃদ্ধি করতে যে তাপ প্রয়োজন হয়, তা স্থির আয়তনে একই তাপমাত্রা বৃদ্ধি করতে প্রয়োজনীয় তাপের চেয়ে বেশি। কারণ স্থির আয়তনে গ্যাসকে তাপ দিলে কোনো বাহ্যিক কাজ সম্পন্ন হয় না, সমগ্র তাপ কেবল অন্তঃস্থ শক্তি বৃদ্ধিতে ব্যয় হয় (dQ=dUdQ = dU)। কিন্তু স্থির চাপে গ্যাসকে তাপ দিলে অন্তঃস্থ শক্তি বৃদ্ধির পাশাপাশি গ্যাস প্রসারিত হয়ে বহিঃস্থ চাপ বা পরিবেশের বিরুদ্ধে কাজ সম্পাদন করে (dQ=dU+dWdQ = dU + dW)। এজন্য স্থির চাপে সমপরিমাণ তাপমাত্রা বাড়াতে অতিরিক্ত তাপ শক্তির প্রয়োজন হয়। ফলে স্থির চাপে মোলার তাপধারণ ক্ষমতা (CPC_P), স্থির আয়তনে মোলার তাপধারণ ক্ষমতা (CVC_V) অপেক্ষা বৃহত্তর হয়, অর্থাৎ CP>CVC_P > C_V।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    বরফবিন্দুতে রোধ, R0=12 ΩR_0 = 12\,\Omega
    বাষ্পবিন্দুতে রোধ, R100=24 ΩR_{100} = 24\,\Omega
    গ্যাসের চূড়ান্ত তাপমাত্রায় রোধ, Rθ=36 ΩR_\theta = 36\,\Omega

    আমরা জানি, রোধ থার্মোমিটারের ক্ষেত্রে তাপমাত্রা,
    θ=Rθ−R0R100−R0×100∘C\theta = \frac{R_\theta - R_0}{R_{100} - R_0} \times 100^\circ\text{C}
    ⇒θ=36−1224−12×100∘C\Rightarrow \theta = \frac{36 - 12}{24 - 12} \times 100^\circ\text{C}
    ⇒θ=2412×100∘C\Rightarrow \theta = \frac{24}{12} \times 100^\circ\text{C}
    ⇒θ=2×100∘C=200∘C\Rightarrow \theta = 2 \times 100^\circ\text{C} = 200^\circ\text{C}

    কেলভিন স্কেলে চূড়ান্ত তাপমাত্রা,
    T=(200+273.15) K=473.15 KT = (200 + 273.15)\,\text{K} = 473.15\,\text{K} (বা 473 K473\,\text{K})

    অতএব, উদ্দীপকে বর্ণিত গ্যাসের চূড়ান্ত তাপমাত্রা 200∘C200^\circ\text{C} বা 473.15 K473.15\,\text{K}।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    স্থির চাপ, P=5×105 PaP = 5 \times 10^5\,\text{Pa}
    সরবরাহকৃত তাপশক্তি, dQ=2400 JdQ = 2400\,\text{J}
    আদি আয়তন, V1=1.6×103 cm3=1.6×103×10−6 m3=1.6×10−3 m3V_1 = 1.6 \times 10^3\,\text{cm}^3 = 1.6 \times 10^3 \times 10^{-6}\,\text{m}^3 = 1.6 \times 10^{-3}\,\text{m}^3
    চূড়ান্ত আয়তন, V2=3.2×103 cm3=3.2×103×10−6 m3=3.2×10−3 m3V_2 = 3.2 \times 10^3\,\text{cm}^3 = 3.2 \times 10^3 \times 10^{-6}\,\text{m}^3 = 3.2 \times 10^{-3}\,\text{m}^3

    আয়তনের পরিবর্তন, dV=V2−V1=(3.2×10−3−1.6×10−3) m3=1.6×10−3 m3dV = V_2 - V_1 = (3.2 \times 10^{-3} - 1.6 \times 10^{-3})\,\text{m}^3 = 1.6 \times 10^{-3}\,\text{m}^3

    গ্যাস কর্তৃক সম্পাদিত কাজ,
    dW=P⋅dVdW = P \cdot dV
    =5×105 Pa×1.6×10−3 m3= 5 \times 10^5\,\text{Pa} \times 1.6 \times 10^{-3}\,\text{m}^3
    =800 J= 800\,\text{J}

    তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র অনুসারে,
    dQ=dU+dWdQ = dU + dW
    ⇒dU=dQ−dW\Rightarrow dU = dQ - dW
    ⇒dU=2400 J−800 J\Rightarrow dU = 2400\,\text{J} - 800\,\text{J}
    ⇒dU=1600 J=1.6×103 J\Rightarrow dU = 1600\,\text{J} = 1.6 \times 10^3\,\text{J}

    দেখা যাচ্ছে যে, গাণিতিক হিসাব অনুযায়ী অন্তঃস্থ শক্তির পরিবর্তন 1.6×103 J1.6 \times 10^3\,\text{J}, যা উদ্দীপকের শিক্ষার্থীর প্রাপ্ত মানের সমান।
    অতএব, উদ্দীপকের শিক্ষার্থীর প্রাপ্ত অন্তঃস্থ শক্তির পরিবর্তন সঠিক ছিল।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন