পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   রূদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় কোনো ব্যবস্থার যে তাপীয় ধর্ম স্থির থাকে, তাকে এনট্রপি বলে। অথবা, কোনো সিস্টেমের বিশৃঙ্খলা বা রূপান্তরের অক্ষমতার পরিমাপকে এনট্রপি বলা হয়।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   রূদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় ব্যবস্থা এবং পরিবেশের মধ্যে কোনো তাপের আদান-প্রদান ঘটে না, অর্থাৎ dQ = 0।
   তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রানুযায়ী, dQ = dU + dW বা, 0 = dU + dW ⇒ dW = -dU।
   রূদ্ধতাপীয় প্রসারণে ব্যবস্থার দ্বারা বাহ্যিক কাজ সম্পাদিত হয় (dW ধনাত্মক)। ফলে সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি হ্রাস পায় (dU ঋণাত্মক)। যেহেতু অভ্যন্তরীণ শক্তি তাপমাত্রার সমানুপাতিক, তাই অভ্যন্তরীণ শক্তি হ্রাসের কারণে ব্যবস্থার তাপমাত্রা কমে যায়, অর্থাৎ সিস্টেম শীতল হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেওয়া আছে,
   পাতদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব, d = 4 cm = 0.04 m
   চার্জ, Q = 9.6 µC = 9.6 × 10⁻⁶ C
   বায়ু মাধ্যমে তড়িৎ প্রাবল্য, E = 200 N/C

   পাতদ্বয়ের মধ্যবর্তী বিভব পার্থক্য,
   V = E × d
   = 200 × 0.04
   = 8 V

   অতএব, প্রথম ক্ষেত্রে ধারকটির ধারকত্ব,
   C₁ = Q / V
   = (9.6 × 10⁻⁶ C) / 8 V
   = 1.2 × 10⁻⁶ F = 1.2 µF

   উত্তর: প্রথম ক্ষেত্রে ধারকটির ধারকত্ব 1.2 µF।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ‘গ’ হতে পাই,
   প্রথম ক্ষেত্রে ধারকত্ব, C₁ = 1.2 × 10⁻⁶ F
   চার্জ, Q = 9.6 × 10⁻⁶ C

   সুতরাং, প্রথম ক্ষেত্রে ধারকে সঞ্চিত শক্তি,
   U₁ = Q² / (2C₁)
   = (9.6 × 10⁻⁶)² / (2 × 1.2 × 10⁻⁶)
   = 3.84 × 10⁻⁵ J

   দ্বিতীয় ক্ষেত্রে,
   পরাবৈদ্যুতিক ধ্রুবক, K = 1.5
   পরাবৈদ্যুতিক মাধ্যম পূর্ণ করায় নতুন ধারকত্ব,
   C₂ = K × C₁
   = 1.5 × 1.2 × 10⁻⁶ F
   = 1.8 × 10⁻⁶ F

   যেহেতু ধারকটি চার্জিত করার পর বিচ্ছিন্ন অবস্থায় পরাবৈদ্যুতিক মাধ্যম প্রবেশ করানো হয়েছে, তাই চার্জের মান অপরিবর্তিত থাকবে (Q = 9.6 × 10⁻⁶ C)।

   অতএব, দ্বিতীয় ক্ষেত্রে সঞ্চিত শক্তি,
   U₂ = Q² / (2C₂)
   = (9.6 × 10⁻⁶)² / (2 × 1.8 × 10⁻⁶)
   = 2.56 × 10⁻⁵ J

   সঞ্চিত শক্তির পরিবর্তন,
   ΔU = U₁ - U₂
   = 3.84 × 10⁻⁵ J - 2.56 × 10⁻⁵ J
   = 1.28 × 10⁻⁵ J

   গাণিতিক বিশ্লেষণ অনুযায়ী, পরাবৈদ্যুতিক মাধ্যম দ্বারা পূর্ণ করায় ধারকটির সঞ্চিত শক্তি 1.28 × 10⁻⁵ J হ্রাস পায়।