পদার্থবিজ্ঞান • MIST • মিলিটারি ইনস্টিটিউট অব সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি ভর্তি পরীক্ষা ২০২৪-২০২৫

পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন

3.

What magnitude of current should flow through a resistor of 200Ω200 \Omega for 42 minutes to produce the heat necessary to raise the temperature of 7.5 kg7.5 \text{ kg} of water from 0∘C0^\circ\text{C} to the boiling point? The specific heat of water is 4200 J/kgK4200 \text{ J/kgK}.

উত্তর ও ব্যাখ্যা

AI-তৈরি নমুনা উত্তর

Given Data:

  • Resistance, R=200 ΩR = 200\ \Omega
  • Time, t=42 min=42×60=2520 st = 42\text{ min} = 42 \times 60 = 2520\text{ s}
  • Mass of water, m=7.5 kgm = 7.5\text{ kg}
  • Initial temperature, θ1=0∘C\theta_1 = 0^\circ\text{C}
  • Final temperature (boiling point), θ2=100∘C\theta_2 = 100^\circ\text{C}
  • Temperature change, Δθ=100−0=100∘C=100 K\Delta\theta = 100 - 0 = 100^\circ\text{C} = 100\text{ K}
  • Specific heat of water, s=4200 J/(kg⋅K)s = 4200\text{ J/(kg}\cdot\text{K)}

Heat required to raise the temperature of water:
Q=msΔθQ = m s \Delta\theta
Q=7.5×4200×100=3,150,000 JQ = 7.5 \times 4200 \times 100 = 3{,}150{,}000\text{ J}

According to Joule's law of heating:
Heat energy produced in the resistor,
H=I2RtH = I^2 R t

Assuming all the electrical energy is converted into heat absorbed by the water (H=QH = Q):
I2Rt=QI^2 R t = Q
I2=QRt=3,150,000200×2520=3,150,000504,000=6.25I^2 = \frac{Q}{R t} = \frac{3{,}150{,}000}{200 \times 2520} = \frac{3{,}150{,}000}{504{,}000} = 6.25
I=6.25=2.5 AI = \sqrt{6.25} = 2.5\text{ A}

Answer:
The magnitude of current that should flow through the resistor is 2.5 A2.5\text{ A}.

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন