রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় কীভাবে সিস্টেম শীতল হয় ব্যাখ্যা করো।
উত্তর: রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় সিস্টেম থেকে তাপ বাইরে যায় না বা বাইরে থেকে তপে সিস্টেম এ আসে না। অর্থাৎ dQ = 0। তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র অনুযায়ী, dQ = dU + dW ⇒ 0 = dU + dW ⇒ du = - dW = - pdV রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় dW বা ধনাত্মক বলে dU ঋণাত্মক অর্থাৎ অন্তঃস্থ শক্তি হ্রাস পাবে। অন্তঃস্থ শক্তি হ্রাস পেলে তপমাত্রা ও হ্রাস পাবে। ফলে রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে সিস্টেম শীতল হয়।
HSC Physics 2nd Paper Chapter 1: তাপগতিবিদ্যা CQ — Prosthuti প্রশ্নব্যাংক
HSC · Physics 2nd Paper · Chapter 1: তাপগতিবিদ্যা · সৃজনশীল
রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় কীভাবে সিস্টেম শীতল হয় ব্যাখ্যা করো।
উদ্দীপক
চিত্রে একটি ইঞ্জিনের P-V লেখচিত্র দেখানো হল। ইঞ্জিনে কার্যনির্বাহী বস্তু হিসেবে 24g মিথেন গ্যাস রাখা আছে। ইঞ্জিনের দক্ষতা 40% এবং উৎসের তাপমাত্রা 227oC।
আদমজী ক্যান্টনমেন্ট কলেজ, ঢাকা · 2024
উত্তর
কোনো বস্তুর মধ্যে যে শক্তি সুপ্ত অবস্থায় থাকে যা পরিবেশ পরিস্থিতিতে কাজ করতে পারে ও অন্যান্য শক্তিতে রুপান্তরিত করা যায় তাকে অন্তঃস্থ শক্তি বলে।
উত্তর
রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় সিস্টেম থেকে তাপ বাইরে যায় না বা বাইরে থেকে তপে সিস্টেম এ আসে না। অর্থাৎ dQ = 0। তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র অনুযায়ী,
dQ = dU + dW
⇒ 0 = dU + dW
⇒ du = \end{if}]--> \end{if}]--> dW = \end{if}]--> \end{if}]--> pdV
রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় dW বা ধনাত্মক বলে dU ঋণাত্মক অর্থাৎ অন্তঃস্থ শক্তি হ্রাস পাবে। অন্তঃস্থ শক্তি হ্রাস পেলে তপমাত্রা ও হ্রাস পাবে। ফলে রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে সিস্টেম শীতল হয়।
উত্তর
এখানে
আদি আয়তন, V1 = 2L
সমো পসারনের পর আয়তন, V1 = 6L
উৎসের তাপমাত্রা, T = 227°C
= 227+273
= 500K
গ্যাসের পরিমাণ,
R = 8.314. Jmol-1k-1
চিত্রের AB অংশের সমোষ্ণ প্রসারণের জন্য কৃতকাজ,
উত্তর
BC এবং DA রুদ্ধতাপীয় পক্রিয়া। রুদ্ধতাপীয় পক্রিয়ায়
dQ = 0 অর্থাৎ এনট্রপির পরিবর্তন শূন্য।
AB ও CD সমোষ্ণ প্রক্রিয়া।
AB প্রক্রিয়ায়, আয়তন, V1 = 2L
এবং
তাপমাত্রা ,T1 = 500K
AB প্রক্রিয়ায় এনট্রপির পরিবর্তন,
আয়তন, V3 = 10L
V4 = 3L
তাপমাত্রা,
প্রক্রিয়ায় এনট্রপির পরিবর্তন,
মোট এনট্রপির পরিবর্তন, dS = dS1 + dS2
সেহেতু উদ্দীপকের ABCDA এনট্রপির পরিবর্তন শূন্য নয় সেহেতু এটি একটি অপ্রত্যাগামী ইঞ্জিন।