পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Sylhet Board • সিলেট বোর্ড ২০২৪

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

একটি কার্নো ইঞ্জিনের তাপ উৎস ও তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা যথাক্রমে 727°C ও 227°C। ইঞ্জিনটি তাপ উৎস থেকে 1000 J তাপ গ্রহণ করে। একজন ইঞ্জিনিয়ার উক্ত ইঞ্জিনের দক্ষতা 60% এ উন্নীত করেন।

  1. ক)

    প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    মহাবিশ্বের এনট্রপি সর্বদা বৃদ্ধি পাচ্ছে ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    ইঞ্জিনটির কৃতকাজের মান কত?

    (3)
  4. ঘ)

    তাপগ্রাহকের কী পরিবর্তন করে উদ্দীপকের ইঞ্জিনিয়ার প্রদত্ত দক্ষতায় উন্নীত করতে সক্ষম হয়েছিলেন? গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা দাও।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    যে প্রক্রিয়া বিপরীতমুখী হয়ে প্রত্যাবর্তন করে এবং প্রতি স্তরে তাপ ও কাজের ফলাফল সমান ও বিপরীত হয়, অর্থাৎ সম্মুখমুখী ও বিপরীতমুখী প্রক্রিয়ায় ব্যবস্থা ও পরিবেশের কোনো স্থায়ী পরিবর্তন ঘটে না, তাকে প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    প্রাকৃতিক বা স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়াসমূহ সর্বদা অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় ঘটে থাকে। তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রানুযায়ী, যে কোনো অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় কোনো বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থার এনট্রপি বৃদ্ধি পায়। যেহেতু মহাবিশ্ব একটি বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থা এবং মহাবিশ্বে প্রতিনিয়ত অসংখ্য অপ্রত্যাবর্তী ঘটনা ঘটে চলেছে, তাই সার্বিকভাবে মহাবিশ্বের এনট্রপি বা বিশৃঙ্খলার মাত্রা ক্রমাগত বেড়েই চলেছে।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    তাপ উৎসের তাপমাত্রা, T1=727∘C=(727+273) K=1000 KT_1 = 727^\circ\text{C} = (727 + 273)\text{ K} = 1000\text{ K}
    তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা, T2=227∘C=(227+273) K=500 KT_2 = 227^\circ\text{C} = (227 + 273)\text{ K} = 500\text{ K}
    তাপ উৎস থেকে গৃহীত তাপ, Q1=1000 JQ_1 = 1000\text{ J}

    ইঞ্জিনটির দক্ষতা,
    η=1−T2T1=1−5001000=1−0.5=0.5\eta = 1 - \frac{T_2}{T_1} = 1 - \frac{500}{1000} = 1 - 0.5 = 0.5 বা 50%50\%

    আমরা জানি, কৃতকাজ W=η×Q1W = \eta \times Q_1
    বা, W=0.5×1000 J=500 JW = 0.5 \times 1000\text{ J} = 500\text{ J}

    অতএব, ইঞ্জিনটির কৃতকাজের মান 500 J500\text{ J}।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    তাপ উৎসের তাপমাত্রা, T1=1000 KT_1 = 1000\text{ K}
    প্রাথমিক তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা, T2=500 K=227∘CT_2 = 500\text{ K} = 227^\circ\text{C}
    উন্নীত দক্ষতা, η′=60%=0.60\eta' = 60\% = 0.60

    ধরি, তাপ উৎসের তাপমাত্রা অপরিবর্তিত রেখে তাপ গ্রাহকের নতুন তাপমাত্রা T2′T_2' হলে,
    η′=1−T2′T1\eta' = 1 - \frac{T_2'}{T_1}
    বা, 0.60=1−T2′10000.60 = 1 - \frac{T_2'}{1000}
    বা, T2′1000=1−0.60=0.40\frac{T_2'}{1000} = 1 - 0.60 = 0.40
    বা, T2′=0.40×1000 K=400 KT_2' = 0.40 \times 1000\text{ K} = 400\text{ K}
    সেলসিয়াসে, T2′=400−273=127∘CT_2' = 400 - 273 = 127^\circ\text{C}

    অতএব, তাপগ্রাহকের তাপমাত্রার পরিবর্তন:
    ΔT2=T2−T2′=500 K−400 K=100 K\Delta T_2 = T_2 - T_2' = 500\text{ K} - 400\text{ K} = 100\text{ K} বা 100∘C100^\circ\text{C}

    সুতরাং, তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা 100 K100\text{ K} (বা 100∘C100^\circ\text{C}) হ্রাস করে 400 K400\text{ K} (বা 127∘C127^\circ\text{C})-এ নামিয়ে এনে প্রকৌশলী প্রদত্ত ৬০% দক্ষতায় উন্নীত করতে সক্ষম হয়েছিলেন।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন