পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

(3) কার্নো ইঞ্জিনের দক্ষতা: $\eta=1-\frac{T_L}{T_H}=1-\frac{300}{900}=\frac23$

প্রতি চক্রে কাজ $W=1200\text{ J}$, তাই উচ্চ তাপাধার থেকে গৃহীত তাপ $Q_H=\frac{W}{\eta}=\frac{1200}{2/3}=1800\text{ J}$ এবং নিম্ন তাপাধারে বর্জিত তাপ $Q_L=Q_H-W=600\text{ J}$।

এনট্রপি একটি অবস্থা অপেক্ষক (state function)। কার্যকরী পদার্থ প্রতি চক্র শেষে আদি অবস্থায় ফিরে আসে, তাই একটি পূর্ণ চক্রে এর এনট্রপির পরিবর্তন শূন্য।

যাচাই: $\frac{Q_H}{T_H}=\frac{1800}{900}=2\text{ J/K}$ এবং $\frac{Q_L}{T_L}=\frac{600}{300}=2\text{ J/K}$। কার্যকরী পদার্থ উচ্চ তাপমাত্রায় $+2\text{ J/K}$ গ্রহণ করে এবং নিম্ন তাপমাত্রায় $-2\text{ J/K}$ বর্জন করে, ফলে মোট $\Delta S=2-2=0$।

(তাপাধার দুটির এনট্রপির পরিবর্তন যথাক্রমে $-2\text{ J/K}$ ও $+2\text{ J/K}$, তাদের মোটও শূন্য, কারণ কার্নো চক্র প্রত্যাবর্তী।)

কার্যকরী পদার্থের এনট্রপির পরিবর্তন $\Delta S=0$