Chapter 1: তাপগতিবিদ্যা Physics 2nd Paper

HSC Physics 2nd Paper এর Chapter 1: তাপগতিবিদ্যা অধ্যায়ের বোর্ড প্রশ্ন ও MCQ অনুশীলন করো।

৮০৮

প্রশ্ন

Physics 2nd Paper

বিষয়

HSC

ক্লাস

সাম্প্রতিক প্রশ্ন

HSCPhysics 2nd Paperসৃজনশীল

উদ্দীপক

চিত্রে একটি কার্ণো ইঞ্জিনের p~v লেখচিত্র দেখানো হলো: question image

সরকারি বিজ্ঞান কলেজ, ঢাকা · 2024

ক
এনট্রপি কী?

উত্তর

রুদ্ধতাপীয় প্রত্যাগাম প্রক্রিয়ায় বস্তুর যে তাপীয় ধর্ম স্থির থাকে তাকে এনট্রপি বলে।
খ
সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় dW = dQ কেন? ব্যাখ্যা কর।

উত্তর

সমোষ্ণ পক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির থাকে বলে সিস্টেমের অন্তরস্থ শক্তির তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রানুযায়ী, Q = W + ∆U বা, Q = w + o বা, Q = w সুতরাং, সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় কোনো সিস্টেম দ্বারা সম্পাদিত কাজ সিস্টেমে সরবরাহকৃত তাপ শক্তির সমান।
গ
উদ্দীপকের ইঞ্জিনের দক্ষতা নির্ণয় করা

উত্তর

আমরা জানি, η=1−T2 T1=1−487+273927+273\begin{aligned} \eta & =1-\frac{\mathrm{T}_2}{\mathrm{~T}_1} \\ & =1-\frac{487+273}{927+273}\end{aligned} = 36% (প্রায়)
ঘ
উদ্দীপকের ইঞ্জিনটি প্রত্যাগামী না অপ্রত্যাগামী- গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে মতামত দাও ।

উত্তর

আমরা জানি, প্রত্যাগামী ইঞ্জিনের দক্ষতা η=(1−Q2Q1)×100%=(1−380600)×100%=36%\begin{aligned} & \eta=\left(1-\frac{Q_2}{Q_1}\right) \times 100 \% \\ & =\left(1-\frac{380}{600}\right) \times 100 \% \\ & =36 \%\end{aligned} যহ (গ) হতে প্রাপ্ত ইঞ্জিনটির দক্ষতা প্রতাগামী ইঞ্জিনের দক্ষতার সমান সেহেতু ইঞ্জিনটির প্রত্যাগামী।

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো

HSCPhysics 2nd Paperসৃজনশীল

উদ্দীপক

চিত্রে একটি কার্ণো ইঞ্জিনের p~v লেখচিত্র দেখানো হলো: question image

সরকারি বিজ্ঞান কলেজ, ঢাকা · 2024

ক
এনট্রপি কী?

উত্তর

রুদ্ধতাপীয় প্রত্যাগাম প্রক্রিয়ায় বস্তুর যে তাপীয় ধর্ম স্থির থাকে তাকে এনট্রপি বলে।
খ
সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় dW = dQ কেন? ব্যাখ্যা কর।

উত্তর

সমোষ্ণ পক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির থাকে বলে সিস্টেমের অন্তরস্থ শক্তির তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রানুযায়ী, Q = W + ∆U বা, Q = w + o বা, Q = w সুতরাং, সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় কোনো সিস্টেম দ্বারা সম্পাদিত কাজ সিস্টেমে সরবরাহকৃত তাপ শক্তির সমান।
গ
উদ্দীপকের ইঞ্জিনের দক্ষতা নির্ণয় করা

উত্তর

আমরা জানি, η=1−T2 T1=1−487+273927+273\begin{aligned} \eta & =1-\frac{\mathrm{T}_2}{\mathrm{~T}_1} \\ & =1-\frac{487+273}{927+273}\end{aligned} = 36% (প্রায়)
ঘ
উদ্দীপকের ইঞ্জিনটি প্রত্যাগামী না অপ্রত্যাগামী- গাণিতিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে মতামত দাও ।

উত্তর

আমরা জানি, প্রত্যাগামী ইঞ্জিনের দক্ষতা η=(1−Q2Q1)×100%=(1−380600)×100%=36%\begin{aligned} & \eta=\left(1-\frac{Q_2}{Q_1}\right) \times 100 \% \\ & =\left(1-\frac{380}{600}\right) \times 100 \% \\ & =36 \%\end{aligned} যহ (গ) হতে প্রাপ্ত ইঞ্জিনটির দক্ষতা প্রতাগামী ইঞ্জিনের দক্ষতার সমান সেহেতু ইঞ্জিনটির প্রত্যাগামী।

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো

HSCPhysics 2nd Paperসৃজনশীল

উদ্দীপক

question image প্রতিটি পাতের ক্ষেত্রফল 3cm2। ধারকটির অভ্যন্তরে শুন্য মাধ্যম। Co = 8.854 x 10-12Nm2 C-2

রাজউক উত্তরা মডেল কলেজ, ঢাকা · 2024

ক
গাউস এর সূত্রটি বিবৃত কর।

উত্তর

কোনো তড়িৎ ক্ষেত্রে অবস্থিত কোন বদ্ধ কল্পিত তলের তড়িৎ ফ্লাক্স ওই তল কোন দ্বারা বেষ্টিত মোট আধানের 1ϵ0\frac{1}{\epsilon_0} গুনের সমান হবে।
খ
অ্যামিটারকে বর্তনীর সাথে সিরিজে সংযোগ দেওয়া হয় কেন?

উত্তর

তড়িৎ বর্তনীতে অ্যামিটার ব্যবহার করা হয় তড়িৎ প্রবাহের মান জানতে। অ্যামিটারের রোধ সাধারণত শূন্য ধরা হয়। রোধ নগণ্য হওয়ায় সমস্ত প্রবাহ এর ভেতর দিয়ে যাবে সেটাই স্বাভাবিক। কোন রোধের সমান্তরালে আামিটার যুক্ত করলে সমস্ত প্রবাহ অ্যামিটারের ভেতর দিয়েই যাবে, রোধের ভেতর দিয়ে কোন প্রবাহ জানা যাবে না। ফলে সঠিক তড়িৎ প্রবাহ জানা যাবে ন।। তাই অ্যামিটারকে বর্তনীর সাথে সিরিজে সংযোগ দেওয়া হয়।
গ
পাত দুটির মধ্যে তড়িৎ প্রাবল্য নির্ণয় কর।

উত্তর

দেওয়া আছে, পাতের ক্ষেত্রফল, A = 3cm2 =3×10-4m2 আহিত চার্জ, q= 8C \end{if}]-->ϵ0= 8.854 × 10-12Nm2C-2 তড়িৎ প্রাবল্য, E = ? আমরা জানি, E=σϵ0=q4Aϵ0=83×10−4×8.854×10−12∴E=3.011×1015NC−1\begin{aligned} & \mathrm{E}=\frac{\sigma}{\epsilon_0} \\ & =\frac{q^4}{A \epsilon_0} \\ & =\frac{8}{3 \times 10^{-4} \times 8.854 \times 10^{-12}} \\ & \therefore \mathrm{E}=3.011 \times 10^{15} \mathrm{NC}^{-1}\end{aligned}
ঘ
ধারকটিকে 50 ভোল্ট এ সংযোগ দিলে কোন শক্তি সঞ্চিত হবে কিনা গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করে মতামত।

উত্তর

দেওয়া আছে, চার্জ, q=8C বিভব, V = 50V সন্ধিত শক্তি, U = ? আমরা জানি, U=12qV=12×8×50U=200J\begin{aligned} & U=\frac{1}{2} q V \\ & =\frac{1}{2} \times 8 \times 50 \\ & U=200 J\end{aligned} ∴ ধারটিতে 50 ভোল্ট এ সংযোগ দিলে সন্ধিত শক্তির পরিমাণ হবে 200 J.

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো

HSCPhysics 2nd Paperসৃজনশীল

উদ্দীপক

question image প্রতিটি পাতের ক্ষেত্রফল 3cm2। ধারকটির অভ্যন্তরে শুন্য মাধ্যম। Co = 8.854 x 10-12Nm2 C-2

রাজউক উত্তরা মডেল কলেজ, ঢাকা · 2024

ক
গাউস এর সূত্রটি বিবৃত কর।

উত্তর

কোনো তড়িৎ ক্ষেত্রে অবস্থিত কোন বদ্ধ কল্পিত তলের তড়িৎ ফ্লাক্স ওই তল কোন দ্বারা বেষ্টিত মোট আধানের 1ϵ0\frac{1}{\epsilon_0} গুনের সমান হবে।
খ
অ্যামিটারকে বর্তনীর সাথে সিরিজে সংযোগ দেওয়া হয় কেন?

উত্তর

তড়িৎ বর্তনীতে অ্যামিটার ব্যবহার করা হয় তড়িৎ প্রবাহের মান জানতে। অ্যামিটারের রোধ সাধারণত শূন্য ধরা হয়। রোধ নগণ্য হওয়ায় সমস্ত প্রবাহ এর ভেতর দিয়ে যাবে সেটাই স্বাভাবিক। কোন রোধের সমান্তরালে আামিটার যুক্ত করলে সমস্ত প্রবাহ অ্যামিটারের ভেতর দিয়েই যাবে, রোধের ভেতর দিয়ে কোন প্রবাহ জানা যাবে না। ফলে সঠিক তড়িৎ প্রবাহ জানা যাবে ন।। তাই অ্যামিটারকে বর্তনীর সাথে সিরিজে সংযোগ দেওয়া হয়।
গ
পাত দুটির মধ্যে তড়িৎ প্রাবল্য নির্ণয় কর।

উত্তর

দেওয়া আছে, পাতের ক্ষেত্রফল, A = 3cm2 =3×10-4m2 আহিত চার্জ, q= 8C \end{if}]-->ϵ0= 8.854 × 10-12Nm2C-2 তড়িৎ প্রাবল্য, E = ? আমরা জানি, E=σϵ0=q4Aϵ0=83×10−4×8.854×10−12∴E=3.011×1015NC−1\begin{aligned} & \mathrm{E}=\frac{\sigma}{\epsilon_0} \\ & =\frac{q^4}{A \epsilon_0} \\ & =\frac{8}{3 \times 10^{-4} \times 8.854 \times 10^{-12}} \\ & \therefore \mathrm{E}=3.011 \times 10^{15} \mathrm{NC}^{-1}\end{aligned}
ঘ
ধারকটিকে 50 ভোল্ট এ সংযোগ দিলে কোন শক্তি সঞ্চিত হবে কিনা গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করে মতামত।

উত্তর

দেওয়া আছে, চার্জ, q=8C বিভব, V = 50V সন্ধিত শক্তি, U = ? আমরা জানি, U=12qV=12×8×50U=200J\begin{aligned} & U=\frac{1}{2} q V \\ & =\frac{1}{2} \times 8 \times 50 \\ & U=200 J\end{aligned} ∴ ধারটিতে 50 ভোল্ট এ সংযোগ দিলে সন্ধিত শক্তির পরিমাণ হবে 200 J.

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো

HSCPhysics 2nd Paperসৃজনশীল

উদ্দীপক

400K গ্যাস দ্বারা একটি কার্নো ইঞ্জিন কাজ সম্পাদন করছে। কার্নো চক্রের প্রতিটি ধাপে সংকোচন বা প্রসারণের অনুপাত 0.5 : 3

রাজউক উত্তরা মডেল কলেজ, ঢাকা · 2024

ক
অভ্যন্তরীণ শক্তি কী?

উত্তর

বস্তুর অভ্যন্তরস্থ অণু, পরমাণু ও মৌলিক কণাসমূহের রৈখিক গতি, স্পন্দন গতি ও ঘূর্ণনগতি এবং তাদের মধকার বলের কারণে উদ্ভুত শক্তিকেই অভ্যন্তরীণ শক্তি বলে।
খ
Cp > Cv কেন? ব্যাখ্যা কর।

উত্তর

স্থির আয়তনে মেলার আপেক্ষিক তাপকে Cv বলে এবং ছির চাপে মোলার আপেক্ষিক তাপকে Cp বলে। কোন নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন স্থির রেখে উত্তপ্ত করলে চাপ এবং তাপমাএা বৃদ্ধি পায় কিন্তু বাহ্যিক কাজ সম্পন্ন হয় না। অপরদিকে চাপ স্থির রেখে উত্তপ্ত করলে আয়তন ও তাপমাতা উভয়ই বাড়ে। ফলে আয়নের বৃদ্ধির জন্য বাহ্যিক কাজ সম্পন্ন হয়। তাই স্থির আয়তনে 1mol গাসের তাপমাত্রা 1k বৃদ্ধি করতে যে তাপের প্রয়োজন হবে স্থির চাপে ওই গ্যাসের তাপমাত্রা বাড়াতে বেশি তাপের প্রয়োজন। তাই Cp > CV
গ
ইঞ্জিনের সর্বনিম্ন তাপমাত্রা কত?

উত্তর

এখানে, প্রাথমিক তাপমাত্রা, T1=400KT_{1} = 400K ইঞ্জিনের সর্বনিম্ন তাপমাত্রা, T2=?T_{2} = ? কার্নোর চক্রের প্রতিটি ধাপে সংকোচন বা প্রসারণের অনুপাত, V1V2=0.53=165\frac{V_1}{V_2}=\frac{0.5}{3}=\frac{1}{65} γ=1.4\gamma =1.4 আমরা জানি, T1V1γ−1=T2V2γ−1T_{1}V_{1}^{\gamma -1}=T_{2}V_{2}^{\gamma -1} T1×(V1V2)γ−1=T2T_{1}\times (\frac{V_{1}}{V_{2}})^{\gamma -1}={T}_{2} T2=400K×(16)1.4−1=195.34KT_{2}=400K\times (\frac{1}{6})^{1.4-1}=195.34K অতএব, উদ্দীপকের তাপমাত্রা 195.34K195.34 K
ঘ
কার্নো চক্রের সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় প্রসারণ ও সংকোচনের ক্ষেত্রে সম্পাদিত কাজের পরিমাণ সমান হবে কি?

উত্তর

এখানে, প্রাথমিক তাপমাত্রা, T1=327∘ C=600KT_{1}=327^{\circ}~C=600K শেষ তাপমাত্রা, T2=195.34KT_{2} = 195.34K [গ হতে] কার্নোর চক্রের প্রতিটি ধাপে সংকোচন বা প্রসারণের অনুপাত, V1V2=16\frac{V_{1}}{V_{2}}=\frac{1}{6} গ্যাস ধ্রুবক, R=8.31Jmol−1K−1R = 8.31Jmol^ {- 1} K^{-1} মোল সংখ্যা, n=3232=1moln=\frac{32}{32}=1 mol এখন, সমোষ্ণ প্রসারণে সম্পাদিত কাজ, W=nRT1ln⁡ V2 V1=1 mol×8.31 J mol1K−1×400 K× In(61)=5955.81 J\begin{aligned} & \mathrm{W}=n \mathrm{RT}_1 \ln \frac{\mathrm{~V}_2}{\mathrm{~V}_1} \\ &=1 \mathrm{~mol} \times 8.31 \mathrm{~J} \mathrm{~mol^{1}}K^{-1}\times400~K \times~In(\frac{6}{1}) \\ & \\ &=5955.81 \mathrm{~J}\end{aligned} আবার, সমোষ্ণ সংকোচনে সম্পাদিত কাজ, W′=nRT2ln⁡ V1 V2=1 mol×8.31 J mol−1 K−1×195.34 K×ln⁡16=−2908.52 J\begin{aligned} \mathrm{W}^{\prime} & =\mathrm{nRT}_2 \ln \frac{\mathrm{~V}_1}{\mathrm{~V}_2} \\ & =1 \mathrm{~mol} \times 8.31 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1} \times 195.34 \mathrm{~K} \times \ln \frac{1}{6} \\ & =-2908.52 \mathrm{~J}\end{aligned} উপরের গাণিতিক বিশ্লেষণ হতে দেখা যায় W≠WW ≠ W অতএব, কার্নোর চক্রের সমোষ্ণ প্রসারণ ও সংকোচনে সম্পাদিত কাজের পরিমাণ একই হবে না।

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো

HSCPhysics 2nd Paperসৃজনশীল

উদ্দীপক

400K গ্যাস দ্বারা একটি কার্নো ইঞ্জিন কাজ সম্পাদন করছে। কার্নো চক্রের প্রতিটি ধাপে সংকোচন বা প্রসারণের অনুপাত 0.5 : 3

রাজউক উত্তরা মডেল কলেজ, ঢাকা · 2024

ক
অভ্যন্তরীণ শক্তি কী?

উত্তর

বস্তুর অভ্যন্তরস্থ অণু, পরমাণু ও মৌলিক কণাসমূহের রৈখিক গতি, স্পন্দন গতি ও ঘূর্ণনগতি এবং তাদের মধকার বলের কারণে উদ্ভুত শক্তিকেই অভ্যন্তরীণ শক্তি বলে।
খ
Cp > Cv কেন? ব্যাখ্যা কর।

উত্তর

স্থির আয়তনে মেলার আপেক্ষিক তাপকে Cv বলে এবং ছির চাপে মোলার আপেক্ষিক তাপকে Cp বলে। কোন নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন স্থির রেখে উত্তপ্ত করলে চাপ এবং তাপমাএা বৃদ্ধি পায় কিন্তু বাহ্যিক কাজ সম্পন্ন হয় না। অপরদিকে চাপ স্থির রেখে উত্তপ্ত করলে আয়তন ও তাপমাতা উভয়ই বাড়ে। ফলে আয়নের বৃদ্ধির জন্য বাহ্যিক কাজ সম্পন্ন হয়। তাই স্থির আয়তনে 1mol গাসের তাপমাত্রা 1k বৃদ্ধি করতে যে তাপের প্রয়োজন হবে স্থির চাপে ওই গ্যাসের তাপমাত্রা বাড়াতে বেশি তাপের প্রয়োজন। তাই Cp > CV
গ
ইঞ্জিনের সর্বনিম্ন তাপমাত্রা কত?

উত্তর

এখানে, প্রাথমিক তাপমাত্রা, T1=400KT_{1} = 400K ইঞ্জিনের সর্বনিম্ন তাপমাত্রা, T2=?T_{2} = ? কার্নোর চক্রের প্রতিটি ধাপে সংকোচন বা প্রসারণের অনুপাত, V1V2=0.53=165\frac{V_1}{V_2}=\frac{0.5}{3}=\frac{1}{65} γ=1.4\gamma =1.4 আমরা জানি, T1V1γ−1=T2V2γ−1T_{1}V_{1}^{\gamma -1}=T_{2}V_{2}^{\gamma -1} T1×(V1V2)γ−1=T2T_{1}\times (\frac{V_{1}}{V_{2}})^{\gamma -1}={T}_{2} T2=400K×(16)1.4−1=195.34KT_{2}=400K\times (\frac{1}{6})^{1.4-1}=195.34K অতএব, উদ্দীপকের তাপমাত্রা 195.34K195.34 K
ঘ
কার্নো চক্রের সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় প্রসারণ ও সংকোচনের ক্ষেত্রে সম্পাদিত কাজের পরিমাণ সমান হবে কি?

উত্তর

এখানে, প্রাথমিক তাপমাত্রা, T1=327∘ C=600KT_{1}=327^{\circ}~C=600K শেষ তাপমাত্রা, T2=195.34KT_{2} = 195.34K [গ হতে] কার্নোর চক্রের প্রতিটি ধাপে সংকোচন বা প্রসারণের অনুপাত, V1V2=16\frac{V_{1}}{V_{2}}=\frac{1}{6} গ্যাস ধ্রুবক, R=8.31Jmol−1K−1R = 8.31Jmol^ {- 1} K^{-1} মোল সংখ্যা, n=3232=1moln=\frac{32}{32}=1 mol এখন, সমোষ্ণ প্রসারণে সম্পাদিত কাজ, W=nRT1ln⁡ V2 V1=1 mol×8.31 J mol1K−1×400 K× In(61)=5955.81 J\begin{aligned} & \mathrm{W}=n \mathrm{RT}_1 \ln \frac{\mathrm{~V}_2}{\mathrm{~V}_1} \\ &=1 \mathrm{~mol} \times 8.31 \mathrm{~J} \mathrm{~mol^{1}}K^{-1}\times400~K \times~In(\frac{6}{1}) \\ & \\ &=5955.81 \mathrm{~J}\end{aligned} আবার, সমোষ্ণ সংকোচনে সম্পাদিত কাজ, W′=nRT2ln⁡ V1 V2=1 mol×8.31 J mol−1 K−1×195.34 K×ln⁡16=−2908.52 J\begin{aligned} \mathrm{W}^{\prime} & =\mathrm{nRT}_2 \ln \frac{\mathrm{~V}_1}{\mathrm{~V}_2} \\ & =1 \mathrm{~mol} \times 8.31 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1} \times 195.34 \mathrm{~K} \times \ln \frac{1}{6} \\ & =-2908.52 \mathrm{~J}\end{aligned} উপরের গাণিতিক বিশ্লেষণ হতে দেখা যায় W≠WW ≠ W অতএব, কার্নোর চক্রের সমোষ্ণ প্রসারণ ও সংকোচনে সম্পাদিত কাজের পরিমাণ একই হবে না।

সম্পূর্ণ প্রশ্ন দেখো