পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো ব্যবস্থার বা সিস্টেমের বিশৃঙ্খলা বা অপ্রাপ্যতার পরিমাপকে এনট্রপি বলে। অথবা, কোনো তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় তাপের আদান-প্রদান ও পরম তাপমাত্রার অনুপাতকে এনট্রপির পরিবর্তন ($dS = \frac{dQ}{T}$) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পরিবাহী পদার্থের ক্ষেত্রে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে এর মুক্ত ইলেকট্রন ও পরমাণুগুলোর তাপীয় কম্পন বৃদ্ধি পায়। ফলে ইলেকট্রনগুলোর প্রবাহ বাধাগ্রস্ত হয় এবং সংঘর্ষ বৃদ্ধি পাওয়ার কারণে পরিবাহীর রোধ বৃদ্ধি পায়।

   অপরদিকে, অর্ধ-পরিবাহীতে সাধারণ তাপমাত্রায় মুক্ত ইলেকট্রন সংখ্যা কম থাকে। কিন্তু তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে সমযোজী বন্ধনগুলো ভেঙে প্রচুর সংখ্যক নতুন মুক্ত ইলেকট্রন ও হোলের (আধান বাহক) সৃষ্টি হয়। ফলে পরিবাহিতা উল্লেখযোগ্য হারে বৃদ্ধি পায় এবং অর্ধ-পরিবাহীর রোধ হ্রাস পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   জীমের তৈরি ইঞ্জিনের ক্ষেত্রে:
   উৎস বা উচ্চ তাপমাত্রা, $T_1 = 500\text{ K}$
   গ্রাহক বা নিম্ন তাপমাত্রা, $T_2 = 400\text{ K}$

   আমরা জানি, ইঞ্জিনের কর্মদক্ষতা,
   $\eta_{\text{Jeem}} = \left(1 - \frac{T_2}{T_1}\right) \times 100\%$
   $= \left(1 - \frac{400}{500}\right) \times 100\%$
   $= \left(1 - 0.8\right) \times 100\%$
   $= 0.2 \times 100\% = 20\%$

   উত্তর: জীমের তৈরি ইঞ্জিনের দক্ষতা $20\%$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেবুর ইঞ্জিনের ক্ষেত্রে:
   উচ্চ তাপমাত্রা, $T_1 = 600\text{ K}$
   নিম্ন তাপমাত্রা, $T_2 = 500\text{ K}$

   অতএব, দেবুর ইঞ্জিনের কর্মদক্ষতা:
   $\eta_{\text{Debu}} = \left(1 - \frac{T_2}{T_1}\right) \times 100\%$
   $= \left(1 - \frac{500}{600}\right) \times 100\%$
   $= \left(\frac{100}{600}\right) \times 100\%$
   $= \frac{1}{6} \times 100\% \approx 16.67\%$

   (গ) হতে পাই, জীমের ইঞ্জিনের দক্ষতা $\eta_{\text{Jeem}} = 20\%$।

   তুলনা করে দেখা যায় যে,
   $\eta_{\text{Jeem}} > \eta_{\text{Debu}}$ অর্থাৎ, জীমের ইঞ্জিনের কর্মদক্ষতা দেবুর ইঞ্জিনের কর্মদক্ষতার চেয়ে বেশি।

   সুতরাং, দেবুর দাবিটি ("তার ইঞ্জিনটি বেশি কার্যক্ষম") সঠিক নয়।