পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় পত্র · তাপগতিবিদ্যা
প্রশ্ন-১ঃ তাপ পরিবাহী ও অপরিবাহী পদার্থের তৈরি দুটি ঘর্ষণহীন পিস্টনযুক্ত সিলিন্ডারে 2×105 Pa চাপে ও 600K তাপমাত্রায় 1 mol হিলিয়াম গ্যাস আছে। পরবর্তীতে উভয় সিলিন্ডারে চাপের পরিমাণ অর্ধেক করা হলো। (হিলিয়ামের ক্ষেত্রে y = 1.67 এবং R= 8.31 J mol-1 k-1 )
(ক) তাপ গতিবিদ্যার ১ম সূত্রটি বিবৃত কর।
(খ) সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় dW=dQ কেন? ব্যাখ্যা কর।
(গ) অপরিবাহী সিলিন্ডারে চূড়ান্ত তাপমাত্রা নির্ণয় কর।
(ঘ) সিলিন্ডারদ্বয়ের মধ্যে কোনটির ক্ষেত্রে কৃতকাজ বেশি? যাচাই কর।
(ক)-এর উত্তর:
তাপগতিবিদ্যার ১ম সূত্র সম্পর্কিত জুলের বিবৃতিটি হলো- যদি তাপকে সম্পূর্ণরূপে কাজে বা কাজকে সম্পূর্ণরূপে তাপে রূপান্তরিত করা যায়, তবে কাজ তাপের সমানুপাতিক।
(খ)-এর উত্তর:
সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির থাকে বলে সিস্টেমের অন্তঃস্থ শক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না, অর্থাৎ dU = 0 সুতরাং, তাপগতিবিদ্যার প্রথম
সূত্রানুসারে dQ= dU+dW
বা,dQ = dw + 0
∴dQ = dw
সুতরাং সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় কোনো সিস্টেম দ্বারা সম্পাদিত কাজ সিস্টেমে সরবরাহকৃত তাপ শক্তির সমান ।
(গ)-এর উত্তর:
সিলিন্ডারটি অপরিবাহী পদার্থে তৈরি, তাই রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া সম্পন্ন হয়েছে।
(ঘ)-এর উত্তর:
দেওয়া আছে..
উভয় গ্যাসের আদি চাপ, p0 = 2× 105pa
T০= 600k
মোল সংখ্যা n = 1 mole
