পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Dhaka Board • ঢাকা বোর্ড ২০১৯

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

তাপ পরিবাহী ও অপরিবাইী পদার্থের তৈরি দুটি ঘর্ষণহীন পিস্টনযুক্ত সিলিন্ডারে 1×105 Pa 1 \times 10^{5} \mathrm{~Pa} চাপে ও 300 K 300 \mathrm{~K} তাপমাত্রায় 2 mole হিলিয়াম গ্যাস আছে। পরবর্তীতে উভয় সিলিন্ডারে চাপের পরিমাণ অর্ধেক করা হলো। (হিলিয়ামের ক্ষেত্রে γ=1.67 \gamma=1.67 এবং R=8.31Jmol−1 K−1 \mathrm{R}=8.31 \mathrm{Jmol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1} )

  1. ক)

    তড়িৎ দ্বিমেরু কাকে বলে?

    (1)
  2. খ)

    তাপমাত্রার বিবেচনায় পরিবাহী এবং অর্ধ-তাপ পরিবাহীর মধ্যে পার্থক্য কী?

    (2)
  3. গ)

    অপরিবাহী সিলিন্ডারের চূড়ান্ত তাপমাত্রা নির্ণয় করো।

    (3)
  4. ঘ)

    সিলিন্ডারদ্বয়ের মধ্যে কোনটির ক্ষেত্রে কৃতকাজ বেশি? বাচাই করো।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দুটি সমান ও বিপরীতধর্মী বিন্দু চার্জ পরস্পরের খুব কাছাকাছি থাকলে যে ব্যবস্থা গঠিত হয়, তাকে তড়িৎ দ্বিমেরু বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে পরিবাহী এবং অর্ধ-পরিবাহীর (অর্ধ-তাপ পরিবাহী) রোধের আচরণ পরস্পর বিপরীত:
    ১. পরিবাহীর তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে এর রোধ বৃদ্ধি পায় এবং পরিবাহিতা হ্রাস পায়।
    ২. অর্ধ-পরিবাহীর ক্ষেত্রে তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে সমযোজী বন্ধন ভেঙে মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা বেড়ে যায়, ফলে রোধ হ্রাস পায় এবং পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    অপরিবাহী সিলিন্ডারের প্রক্রিয়াটি রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া।
    এখানে,
    প্রাথমিক চাপ, P₁ = 1 × 10⁵ Pa
    চূড়ান্ত চাপ, P₂ = P₁ / 2 = 0.5 × 10⁵ Pa
    প্রাথমিক তাপমাত্রা, T₁ = 300 K
    গ্যাসের আপেক্ষিক তাপের অনুপাত, γ = 1.67
    চূড়ান্ত তাপমাত্রা, T₂ = ?

    রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ার চাপ ও তাপমাত্রার সম্পর্ক থেকে,
    T₁^γ / P₁^(γ-1) = T₂^γ / P₂^(γ-1)
    বা, T₂ / T₁ = (P₂ / P₁)^((γ-1)/γ)
    বা, T₂ = T₁ × (P₂ / P₁)^((γ-1)/γ)
    = 300 × (0.5)^((1.67 - 1) / 1.67)
    = 300 × (0.5)^(0.67 / 1.67)
    = 300 × (0.5)^(0.4012)
    = 300 × 0.7572 ≈ 227.16 K

    অতএব, অপরিবাহী সিলিন্ডারের চূড়ান্ত তাপমাত্রা 227.16 K।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    ১ম সিলিন্ডারটি পরিবাহী পদার্থ দ্বারা তৈরি, সুতরাং এর চাপ পরিবর্তন সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় সংঘটিত হয়েছে।
    সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় কৃতকাজ,
    W₁ = nRT ln(P₁ / P₂)
    এখানে, n = 2 mol, R = 8.31 J mol⁻¹ K⁻¹, T = 300 K, P₁ / P₂ = 2
    অতএব, W₁ = 2 × 8.31 × 300 × ln(2)
    = 4986 × 0.69315 ≈ 3456.03 J

    ২য় সিলিন্ডারটি অপরিবাহী পদার্থ দ্বারা তৈরি, সুতরাং এটি রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া।
    রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় কৃতকাজ,
    W₂ = (n R / (γ - 1)) × (T₁ - T₂)
    এখানে, T₁ = 300 K, T₂ = 227.16 K, γ = 1.67
    অতএব, W₂ = (2 × 8.31 / (1.67 - 1)) × (300 - 227.16)
    = (16.62 / 0.67) × 72.84
    = 24.806 × 72.84 ≈ 1806.87 J

    দেখা যাচ্ছে যে, W₁ > W₂।
    অতএব, পরিবাহী সিলিন্ডারের ক্ষেত্রে (সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায়) কৃতকাজের পরিমাণ বেশি।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন