পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো সিস্টেমের বিশৃঙ্খলা বা অপ্রাপ্যতার পরিমাপকে এনট্রপি (Entropy) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বডি-স্প্রে ক্যানের ভেতর সুগন্ধি তরল অত্যন্ত উচ্চ চাপে সংরক্ষিত থাকে। যখন স্প্রে করা হয়, তখন এটি সরু ছিদ্র দিয়ে দ্রুত বায়ুমণ্ডলে বেরিয়ে এসে হঠাৎ প্রসারিত হয়। এই রুদ্ধতাপীয় সম্প্রসারণের (adiabatic expansion) কারণে গ্যাসটি কাজ সম্পন্ন করতে গিয়ে নিজের অভ্যন্তরীণ শক্তি ব্যবহার করে, ফলে এর তাপমাত্রা হ্রাস পায়। তাছাড়া স্প্রে-এর উদ্বায়ী তরল ত্বকের সংস্পর্শে এসে বাষ্পীভূত হওয়ার জন্য ত্বক থেকে প্রয়োজনীয় সুপ্ততাপ গ্রহণ করে। ফলে বডি-স্প্রে ব্যবহারের সময় ঠাণ্ডা অনুভূত হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক হতে পাই,
   তড়িৎচ্চালক শক্তি, $E = 9\text{ V}$
   অভ্যন্তরীণ রোধ, $r = 0.2\ \Omega$
   বহিঃস্থ রোধ, $R = 15\ \Omega$

   বর্তনীর তড়িৎ প্রবাহমাত্রা $I$ হলে,
   $I = \frac{E}{R + r}$

   বা, $I = \frac{9}{15 + 0.2} = \frac{9}{15.2}\text{ A} \approx 0.5921\text{ A}$

   অতএব, বর্তনীর প্রবাহমাত্রা প্রায় $0.592\text{ A}$ (বা $0.59\text{ A}$)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   প্রাথমিক অবস্থায় রোধ $R$-এ উৎপন্ন তাপ শক্তির হার (ক্ষমতা):
   $P_1 = I^2 R = (0.5921\text{ A})^2 \times 15\ \Omega \approx 5.259\text{ W}$ (বা জুল/সেকেন্ড)।

   এখন, বর্তনীতে অনুরূপ আরও একটি কোষ (তড়িৎচ্চালক শক্তি $E = 9\text{ V}$ এবং অভ্যন্তরীণ রোধ $r = 0.2\ \Omega$) শ্রেণিতে যুক্ত করা হলে,
   বর্তনীতে মোট কোষের সংখ্যা, $n = 2$
   মোট তড়িচ্চালক শক্তি, $E' = 2E = 2 \times 9\text{ V} = 18\text{ V}$
   মোট অভ্যন্তরীণ রোধ, $r' = 2r = 2 \times 0.2\ \Omega = 0.4\ \Omega$

   এক্ষেত্রে নতুন প্রবাহমাত্রা,
   $I' = \frac{nE}{R + nr} = \frac{18}{15 + 0.4} = \frac{18}{15.4}\text{ A} \approx 1.1688\text{ A}$

   নতুন অবস্থায় রোধ $R$-এ উৎপন্ন তাপ শক্তির হার:
   $P_2 = (I')^2 R = (1.1688\text{ A})^2 \times 15\ \Omega \approx 20.49\text{ W}$

   উৎপন্ন তাপ শক্তির হারের পরিবর্তন:
   $P_2 - P_1 = 20.49\text{ W} - 5.26\text{ W} = 15.23\text{ W}$
   অথবা অনুপাত,
   $\frac{P_2}{P_1} = \left(\frac{I'}{I}\right)^2 = \left(\frac{1.1688}{0.5921}\right)^2 \approx 3.896$ গুণ।

   সুতরাং, বর্তনীতে অনুরূপ আরো একটি কোষ শ্রেণিতে যুক্ত করলে রোধ $R$-এ উৎপন্ন তাপ শক্তির হার বৃদ্ধি পাবে এবং তা প্রাথমিক হারের প্রায় ৩.৯ গুণ (বা প্রায় $15.23\text{ W}$ বেশি) হবে।