পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Jashore Board • যশোর বোর্ড ২০১৯
পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন
সমান ব্যাসার্ধের দুইটি গোলক A ও B শূন্যস্থানে পরস্পর থেকে 15 cm 15 \mathrm{~cm} দূরে অবস্থিত। A গোলকে চার্জ +3×10−12C +3 \times 10^{-12} \mathrm{C} এবং B \mathrm{B} গোলকে চার্জ +12×10−12C +12 \times 10^{-12} \mathrm{C} আছে।
- ক)(1)
তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্রটি লিখ।
- খ)(2)
রূদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া একটি সমএনট্রপি প্রক্রিয়া- ব্যাখ্যা কর।
- গ)(3)
F বিন্দুতে তড়িৎ বিভব নির্ণয় কর।
- ঘ)(4)
F বিন্দুতে তড়িৎ প্রাবল্য শূন্য হতে পারে কি? গাণিতিক বিশ্লেষণ করে যুক্তি উপস্থাপন কর।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
দুটি বস্তু যদি তৃতীয় কোনো বস্তুর সাথে পৃথকভাবে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকে, তবে প্রথমোক্ত বস্তু দুটিও পরস্পরের সাথে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকবে। এটিই তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্র।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
যে প্রক্রিয়ায় সিস্টেম থেকে তাপ বাইরে যায় না বা বাইরে থেকে তাপ সিস্টেমে প্রবেশ করে না, তাকে রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া বলে। অর্থাৎ এ প্রক্রিয়ায় তাপের পরিবর্তন dQ = 0।
আমরা জানি, এনট্রপির পরিবর্তনের সমীকরণ:
dS = dQ / Tযেহেতু রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় dQ = 0,
সুতরাং, dS = 0 / T = 0
বা, S = ধ্রুবক।যেহেতু প্রত্যাবর্তী রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় সিস্টেমের এনট্রপি অপরিবর্তিত থাকে, তাই রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়াকে সমএনট্রপি প্রক্রিয়া বলা হয়।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপক অনুসারে,
A গোলকের চার্জ, q₁ = +3 × 10⁻¹² C
B গোলকের চার্জ, q₂ = +12 × 10⁻¹² C
গোলকদ্বয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব, d = 15 cm = 0.15 m
চিত্রানুযায়ী, A গোলক থেকে F বিন্দুর দূরত্ব, r₁ = 5 cm = 0.05 m
অতএব, B গোলক থেকে F বিন্দুর দূরত্ব, r₂ = (15 - 5) cm = 10 cm = 0.10 m
শূন্যস্থানে কুলম্ব ধ্রুবক, k = 1/(4πε₀) = 9 × 10⁹ N m² C⁻²F বিন্দুতে A গোলকের জন্য তড়িৎ বিভব:
V₁ = k × (q₁ / r₁)
= (9 × 10⁹ × 3 × 10⁻¹²) / 0.05
= 0.54 VF বিন্দুতে B গোলকের জন্য তড়িৎ বিভব:
V₂ = k × (q₂ / r₂)
= (9 × 10⁹ × 12 × 10⁻¹²) / 0.10
= 1.08 Vসুতরাং, F বিন্দুতে মোট তড়িৎ বিভব:
V = V₁ + V₂ = 0.54 V + 1.08 V = 1.62 V। - ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
F বিন্দুতে তড়িৎ প্রাবল্য শূন্য হবে কি না তা যাচাই করার জন্য A ও B চার্জের জন্য F বিন্দুতে প্রাবল্যের মান নির্ণয় করি।
A চার্জের জন্য F বিন্দুতে প্রাবল্যের মান:
E₁ = k × (q₁ / r₁²)
= (9 × 10⁹ × 3 × 10⁻¹²) / (0.05)²
= 0.027 / 0.0025 = 10.8 N/C (দিক: A থেকে F বরাবর তথা ডানদিকে)B চার্জের জন্য F বিন্দুতে প্রাবল্যের মান:
E₂ = k × (q₂ / r₂²)
= (9 × 10⁹ × 12 × 10⁻¹²) / (0.10)²
= 0.108 / 0.01 = 10.8 N/C (দিক: B থেকে F বরাবর তথা বামদিকে)যেহেতু E₁ ও E₂ এর মান সমান (10.8 N/C) এবং এদের অভিমুখ পরস্পর বিপরীতমুখী,
অতএব F বিন্দুতে লব্ধি প্রাবল্য:
E = E₁ - E₂ = 10.8 N/C - 10.8 N/C = 0 N/C।সুতরাং, গাণিতিক বিশ্লেষণ অনুযায়ী F বিন্দুতে তড়িৎ প্রাবল্য শূন্য হবে।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও