পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র • Sylhet Board • সিলেট বোর্ড ২০১৫

পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র প্রশ্ন

আবির পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগারে 5.7×10−4 m−35.7\times10^{-4\ }m^{-3} আয়তনের 3 g নাইট্রোজেন গ্যাসকে 0.64 m পারদ স্তম্ভ চাপ ও 39°C তাপমাত্রা থেকে প্রমাণ চাপ ও তাপমাত্রায় রূপান্তর করলো। এতে গ্যাসের আয়তন ও গতিশক্তি উভয়ের পরিবর্তন হলো। নেহাল বললো গ্যাসের আয়তন ও গতিশক্তি উভয়ই হ্রাস পেয়েছে। নাইট্রোজেনের গ্রাম আণবিক ভর 28 g এবং R=8.31 J K−1 mol−1.R=8.31\ J\ K^{-1}\ mol^{-1}.

  1. ক)

    আদর্শ গ্যাস কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    কোনো স্থানে বাতাসের আপেক্ষিক আর্দ্রতা 70% বলতে কী বুঝায়?

    (2)
  3. গ)

    প্রমাণ চাপ ও তাপমাত্রায় গ্যাসটির আয়তন নির্ণয় কর।

    (3)
  4. ঘ)

    নেহালের বক্তব্য কি সঠিক ছিল? গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে মতামত দাও।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    যেসব গ্যাস সকল তাপমাত্রা ও চাপে গ্যাস সম্পর্কিত সূত্রসমূহ (যেমন- বয়েলের সূত্র, চার্লসের সূত্র) পুরোপুরি মেনে চলে, তাদেরকে আদর্শ গ্যাস বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    কোনো স্থানে বাতাসের আপেক্ষিক আর্দ্রতা 70% বলতে বোঝায় যে, ঐ তাপমাত্রায় ঐ স্থানের নির্দিষ্ট আয়তনের বায়ুতে উপস্থিত জলীয় বাষ্পের ভর, ঐ তাপমাত্রায় ঐ আয়তনের বায়ুকে সম্পৃক্ত করতে প্রয়োজনীয় জলীয় বাষ্পের ভরের শতকরা 70 ভাগ। অর্থাৎ বাতাসটিতে তার সর্বোচ্চ ধারণক্ষমতার 70% জলীয় বাষ্প রয়েছে।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    নাইট্রোজেনের ভর, m=3 gm = 3\text{ g}
    গ্রাম আণবিক ভর, M=28 g mol−1M = 28\text{ g mol}^{-1}
    মোল সংখ্যা, n=mM=328 mol≈0.10714 moln = \frac{m}{M} = \frac{3}{28}\text{ mol} \approx 0.10714\text{ mol}

    প্রমাণ তাপমাত্রা, T0=0∘C=273.15 K≈273 KT_0 = 0^\circ\text{C} = 273.15\text{ K} \approx 273\text{ K}
    প্রমাণ চাপ, P0=1 atm=1.013×105 N m−2P_0 = 1\text{ atm} = 1.013 \times 10^5\text{ N m}^{-2}
    মোলার গ্যাস ধ্রুবক, R=8.31 J K−1 mol−1R = 8.31\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1}

    আদর্শ গ্যাস সমীকরণ P0V0=nRT0P_0 V_0 = n R T_0 হতে পাই,
    V0=nRT0P0=0.10714×8.31×2731.013×105≈243.06101300≈2.40×10−3 m3V_0 = \frac{n R T_0}{P_0} = \frac{0.10714 \times 8.31 \times 273}{1.013 \times 10^5} \approx \frac{243.06}{101300} \approx 2.40 \times 10^{-3}\text{ m}^3

    (অথবা এসটিপিতে 1 mol1\text{ mol} গ্যাসের আয়তন 22.4 L=22.4×10−3 m322.4\text{ L} = 22.4 \times 10^{-3}\text{ m}^3 বিবেচনা করলে, V0=328×22.4×10−3=2.4×10−3 m3V_0 = \frac{3}{28} \times 22.4 \times 10^{-3} = 2.4 \times 10^{-3}\text{ m}^3)

    উত্তর: প্রমাণ চাপ ও তাপমাত্রায় গ্যাসটির আয়তন 2.4×10−3 m32.4 \times 10^{-3}\text{ m}^3।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    নেহালের বক্তব্য ছিল: "গ্যাসের আয়তন ও গতিশক্তি উভয়ই হ্রাস পেয়েছে।"

    ১. আয়তন পরিবর্তন বিশ্লেষণ:
    আদি আয়তন, V1=5.7×10−4 m3V_1 = 5.7 \times 10^{-4}\text{ m}^3
    (গ) অংশ থেকে পাই, প্রমাণ চাপ ও তাপমাত্রায় আয়তন, V2=2.4×10−3 m3=24×10−4 m3V_2 = 2.4 \times 10^{-3}\text{ m}^3 = 24 \times 10^{-4}\text{ m}^3
    দেখা যাচ্ছে যে, V2>V1V_2 > V_1, অর্থাৎ গ্যাসের আয়তন বৃদ্ধি পেয়েছে, হ্রাস পায়নি।

    ২. গতিশক্তি পরিবর্তন বিশ্লেষণ:
    গ্যাসের গতিশক্তি শুধুমাত্র তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে (Ek=32nRTE_k = \frac{3}{2} n R T)।
    আদি তাপমাত্রা, T1=39∘C=(39+273) K=312 KT_1 = 39^\circ\text{C} = (39 + 273)\text{ K} = 312\text{ K}
    আদি গতিশক্তি, Ek1=32nRT1=32×328×8.31×312≈417.84 JE_{k1} = \frac{3}{2} n R T_1 = \frac{3}{2} \times \frac{3}{28} \times 8.31 \times 312 \approx 417.84\text{ J}

    পরবর্তী তাপমাত্রা (প্রমাণ তাপমাত্রা), T2=273 KT_2 = 273\text{ K}
    পরবর্তী গতিশক্তি, Ek2=32nRT2=32×328×8.31×273≈365.61 JE_{k2} = \frac{3}{2} n R T_2 = \frac{3}{2} \times \frac{3}{28} \times 8.31 \times 273 \approx 365.61\text{ J}
    যেহেতু Ek2<Ek1E_{k2} < E_{k1}, তাই গ্যাসের গতিশক্তি হ্রাস পেয়েছে।

    সার্বিক মূল্যায়ন:
    গাণিতিক বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় যে গ্যাসের গতিশক্তি হ্রাস পেলেও আয়তন বৃদ্ধি পেয়েছে। সুতরাং, "গ্যাসের আয়তন ও গতিশক্তি উভয়ই হ্রাস পেয়েছে"— নেহালের এই বক্তব্যটি সঠিক ছিল না।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন