পদার্থ বিজ্ঞান ১ম পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যে নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো নির্দিষ্ট আয়তনের বায়ু এর মধ্যকার জলীয় বাষ্প দ্বারা সম্পৃক্ত হয়, তাকে ঐ বায়ুর শিশিরাঙ্ক বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   "কোনো স্থানের আপেক্ষিক আর্দ্রতা 60%" বলতে বোঝায় যে, ঐ নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় ঐ স্থানে উপস্থিত জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বা চাপ, ঐ তাপমাত্রায় স্থানটিকে সম্পৃক্ত করতে প্রয়োজনীয় মোট জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বা সর্বোচ্চ বাষ্পচাপের শতকরা 60 ভাগ। অর্থাৎ, বায়ু পুরোপুরি সম্পৃক্ত হতে আরও 40% জলীয় বাষ্প গ্রহণ করতে পারে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ধরি, ভূ-পৃষ্ঠে বা ঐ স্থানের বায়ুমণ্ডলীয় চাপ = P₁
   ভূ-পৃষ্ঠে বেলুনের আয়তন, V₁ = 5.1 L
   পানির গভীরতা, h = 40 m
   পানির তলদেশে মোট চাপ, P₂ = P₁ + hρg
   তলদেশে বেলুনের আয়তন, V₂ = 1.1 L
   পানির ঘনত্ব, ρ = 1000 kg/m³ এবং অভিকর্ষজ ত্বরণ, g = 9.8 ms⁻²

   তাপমাত্রা স্থির থাকায় বয়েলের সূত্রানুসারে,
   P₁V₁ = P₂V₂
   বা, P₁ × 5.1 = (P₁ + hρg) × 1.1
   বা, 5.1 P₁ = 1.1 P₁ + 1.1 hρg
   বা, (5.1 - 1.1) P₁ = 1.1 hρg
   বা, 4 P₁ = 1.1 × 40 × 1000 × 9.8
   বা, 4 P₁ = 431200
   বা, P₁ = 431200 / 4 = 107800 Pa = 1.078 × 10⁵ Pa

   অতএব, ঐ স্থানের বায়ুমণ্ডলীয় চাপ 107800 Pa বা 1.078 × 10⁵ N/m²।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বেলুনটি অক্ষত অবস্থায় পানির উপরিতলে আসবে।

   গাণিতিক বিশ্লেষণ:
   পানির তলদেশে বিশেষ ব্যবস্থায় আরও 1 লিটার বায়ু প্রবেশ করানো হলো।
   সুতরাং, তলদেশে পরিবর্তিত নতুন আয়তন, V₂' = 1.1 + 1 = 2.1 L

   তলদেশে বেলুনের অভ্যন্তরে চাপ, P₂ = P₁ + hρg
   'গ' থেকে পাই,
   P₁ = 107800 Pa
   hρg = 40 × 1000 × 9.8 = 392000 Pa
   সুতরাং, P₂ = 107800 + 392000 = 499800 Pa

   এখন বেলুনটির মুখ বন্ধ অবস্থায় পানির উপরিতলে ছেড়ে দিলে, উপরিতলে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ P₁ = 107800 Pa-এ এর নতুন আয়তন V₁' হলে বয়েলের সূত্রমতে,
   P₁V₁' = P₂V₂'
   বা, V₁' = (P₂V₂') / P₁
   বা, V₁' = (499800 × 2.1) / 107800
   বা, V₁' = 9.726 L

   [বিকল্পভাবে: V₁' / V₂' = P₂ / P₁ = (499800 / 107800) = 4.636
   => V₁' = 4.636 × 2.1 = 9.736 L বা P₁V₁ = P₂V₂ থেকে P₂/P₁ = 5.1/1.1 ≈ 4.636
   => V₁' = (5.1 / 1.1) × 2.1 = 9.736 L]

   কিন্তু উদ্দীপক অনুসারে, বেলুনটির সর্বোচ্চ প্রসারণ ক্ষমতা 9.5 লিটার।
   যেহেতু পানির উপরিতলে বেলুনের প্রসারিত আয়তন (V₁' ≈ 9.73 L) বেলুনটির সর্বোচ্চ প্রসারণ ক্ষমতা (9.5 L) অপেক্ষা বেশি (V₁' > 9.5 L), তাই পানির উপরিতলে পৌঁছার পূর্বেই বেলুনটি ফেটে যাবে।
   অতএব, বেলুনটি অক্ষত অবস্থায় পানির উপরিতলে আসবে না।