তাপ ইঞ্জিন কী?
উত্তর: যে যন্ত্রের সাহায্যে তাপকে যান্ত্রিক কাজে রূপান্তরিত করা যায় তাই তাপ ইঞ্জিন।
HSC Physics 2nd Paper Chapter 1: তাপগতিবিদ্যা CQ — Prosthuti প্রশ্নব্যাংক
HSC · Physics 2nd Paper · Chapter 1: তাপগতিবিদ্যা · সৃজনশীল
তাপ ইঞ্জিন কী?
উদ্দীপক
A ও B দুটি ইঞ্জিন। A ইঞ্জিনটি - 60°C তাপমাত্রার নিম্ন তাপাধার থেকে 2400 J তাপ গ্রহণ করে এবং উচ্চ তাপাধারে 3600 J তাপ বর্জন করে। অপরদিকে B-ইঞ্জিন ১ম ধাপে 0°C তাপমাত্রার 5 kg বরফকে 0°C তাপমাত্রার পানিতে পরিণত করে এবং ২য় ধাপে 0°C তাপমাত্রার 5 kg পানিকে 100 °C তাপমাত্রার পানিতে পরিণত করে। বরফ গলনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ 336000 kg এবং পানির আপেক্ষিক তাপ 4200 J kg-1 K-1।
Mymensingh · 2021
উত্তর
যে যন্ত্রের সাহায্যে তাপকে যান্ত্রিক কাজে রূপান্তরিত করা যায় তাই তাপ ইঞ্জিন।
উত্তর
রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় তাপের আদান-প্রদান যাতে না হয় এজন্য পাত্রের দেয়াল অপরিবাহী রাখা হয়। যে প্রক্রিয়ায় সিস্টেম থেকে তাপ বাইরে যায় না বা বাইরে থেকে তাপ সিস্টেমে আসে না তাকে রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া বলে। সিস্টেমকে পরিবেশ থেকে তাপীয়ভাবে অন্তরিত করে বা গ্যাসকে দ্রুত প্রসারিত বা সংকুচিত করলে রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া পাওয়া যায়। এই প্রক্রিয়ায় dQ =0। এই প্রক্রিয়ায় পাত্রের দেওয়াল অপরিবাহী রাখা হয় যাতে সিস্টেমের সাথে পরিবেশের তাপেরআদান-প্রদান বন্ধ থাকে। পাত্রের দেওয়াল পরিবাহী হলে সিস্টেমের সাথে পরিবেশের তাপ বিনিময় হতো, ফলে তা আর রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া থাকতো না।
উত্তর
A ইঞ্জিনের ক্ষেত্রে,
নিম্ন তাপাধারের তাপমাত্রা, ∘ C=213K
নিম্ন তাপাধার হতে গৃহীত তাপ,
উচ্চ তাপাধারে বর্জিত তাপ Q1=3600J
উচ্চ তাপাধারে তাপমাত্রা, T1=?
আমরা জানি,
বা,
বা,
A ইঞ্জিনের উচ্চ তাপাধারে তাপমাত্রা =319.5 K
উত্তর
দেওয়া আছে,বরফের ভর, m=5 kg
বরফ গলনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ,lf=336000Jkg-1
গৃহীত তাপ, dQ=mlf
=5×336000=1.68×106 J
তাপমাত্রা, T=0∘C=273K
এনট্রপির পরিবর্তন, ΔS1= ?
১ম ধাপে 0∘ C তাপমাত্রার 5 kg বরফকে 0∘ C তাপমাত্রার পানিত পরিণত করতে এনট্রপির পরিবর্তন ΔS1 হলে,
আমরা জানি,
আবার, দেওয়া আছে,
"পানির ভর, m=5kg
"আপেক্ষিক তাপ, " S=4200Jkg-1K-1
আদি তাপমাত্রা,T1=0∘C=273 K
শেষ তাপমাত্রা, ∘ C=(100+273)K=373 K
এনট্রপির পরিবর্তন, Δ ?
২য় ধাপে 0∘ C তাপমাত্রার 5 kg পানিকে 100∘ C তাপমাত্রার পানিতে পরিণত করতে এনট্রপির পরিবর্তন ΔS2 হলে,
দেখা যাচ্ছে, ΔS1≠ΔS2
∴ B ইঞ্জিনের ১ম ও ২য় ধাপে এনট্রপির পরিবর্তন সমান হবে না।