.png)
তাপগতিবিদ্যা সূত্রসূমহ অনুধাবনমূলক সৃজনশীল প্রশ্ন ও নমুনা উত্তর
তাপগতিবিদ্যা সূত্রসূমহ অনুধাবনমূলক সৃজনশীল প্রশ্ন ও নমুনা উত্তর
তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রটি বৃিবত কর।
উত্তরঃ কোনো নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপশক্তিকে সম্পূর্ণরূপে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরে সক্ষম এমন যন্ত্র নির্মাণ সম্ভব নয়।
তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র বিবৃত কর।
উত্তরাঃ যখন কাজ সম্পূর্ণভাবে তাপে বা তাপ সম্পূর্ণভাবে কাজে রূপান্তরিত হয় তখন কাজ ও তাপ পরস্পরের সমানুপাতিক হয়। .
পানির ত্রৈধবিন্দু কাকে বলে?
উত্তরঃ যে তাপমাত্রা ও চাপে পানি একই সাথে কঠিন, তরল ও বায়বীয় অবস্থায় বিরাজ করতে পারে, তাকে পানির ত্রৈধবিন্দু বলে। পানির ত্রৈধবিন্দু 273.16K এবং 4.58mm পারদ চাপ।
ত্রৈধ বিন্দু কাকে বলে?
উত্তরঃ যে তাপমাত্রা ও চাপে কোনো বস্তু একইসাথে কঠিন তরল ও বায়বীয় অবস্থায় বিরাজ করতে পারে, তাকে ঐ বস্তুর ত্রৈধবিন্দু বলে।
প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া কাকে বলে?
উত্তরঃ যে প্রক্রিয়া বিপরীতমুখী হয়ে প্রত্যাবর্তন করে এবং সম্মুখবর্তী ও বিপরীতমুখী প্রক্রিয়ার প্রতি স্তরে তাপ ও কাজের ফলাফল সমান ও বিপরীত সেই প্রক্রিয়াকে প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া বলে।
তাপীয় সমতা কী?
উত্তরঃ এতা যখন দুটি বস্তুর তাপমাত্রা সমান হয় তখন সেই অবস্থাকে বলা হয় তাপীয় সমতা।
অন্তঃস্থ শক্তি কী?
উত্তরঃ প্রত্যেক বস্তুর অভ্যন্তরস্থ অণু, পরমাণু ও মৌলিক কণাসমূহের গতিশক্তি এবং তাদের মধ্যকার আন্তঃআণবিক বলের কারণে উদ্ভূত শক্তিকেই অন্তঃস্থ শক্তি বলে।
তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্রটি বিবৃত কর।
উত্তরঃ দুটি বস্তু যদি তৃতীয় কোনো বস্তু (তাপমান যন্ত্র) এর সাথে পৃথকভাবে সাথে তাপীয় সাম্যে তাকে তবে প্রথমোক্ত বস্তু দুটি পরস্পরের সাথে তাপীয় সাম্যে থাকবে।
এনট্রপি কী?
উত্তরঃ কোনো সিস্টেমের শক্তি রূপান্তরের অক্ষমতা বা অসম্ভাব্যতাকে বা রূপান্তরের জন্য শক্তির অপ্রাপ্যতাকে এনট্রপি বলে।
সিস্টেম কী?
উত্তরঃ পরীক্ষা নিরীক্ষার সময় আমরা জড় জগতের খানিকটা নির্দিষ্ট অংশ বিবেচনা করি। জড় জগতের এই নির্দিষ্ট অংশকে সিস্টেম বলে।
মোলার তাপ ধারণ ক্ষমতা কাকে বলে?
উত্তরঃ কোনো পদার্থের 1 mole এর উষ্ণতা IK বৃদ্ধি করতে প্রয়োজনীয় তাপকে ঐ পদার্থের মোলার তাপ ধারণ ক্ষমতা বলে।
তাপ ইঞ্জিন কী?
উত্তরঃ যে যন্ত্র দ্বারা তাপশক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করা যায় তাকে তাপ ইঞ্জিন বলে।
উষ্ণতা কাকে বলে?
উত্তরঃ উষ্ণতা কোনো বস্তুর তাপীয় অবস্থা যা ঐ বস্তু হতে অন্য বস্তুতে তাপের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে এবং তাপ প্রবাহের অভিমুখ নির্ধারণ করে।
আপেক্ষিক তাপ কাকে বলে?
উত্তরঃ কোনো পদার্থের 1kg ভরের বস্তুর তাপমাত্রা 1K বৃদ্ধি করতে যে পরিমাণ তাপের প্রয়োজন হয়, তাকে ঐ পদার্থের আপেক্ষিক তাপ বলে।
সমোষ্ণ প্রক্রিয়া কাকে বলে?
উত্তরঃ যে তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় কোনো গ্যাসের চাপ ও আয়তনের পরিবর্তন হয়, কিন্তু তাপমাত্রা স্থির থাকে, তাকে সমোষ্ণ প্রক্রিয়া বলে।
তাপ ইঞ্জিনের কর্মদক্ষতা কী?
উত্তরঃ কোনো তাপ ইঞ্জিন দ্বারা কাজে রূপান্তরিত তাপশক্তির পরিমাণ এবং ইঞ্জিন দ্বারা শোষিত তাপশক্তির পরিমাণের অনুপাতকে তাপ ইঞ্জিনের কর্মদক্ষতা বলে।
তাপীয় সিস্টেম কী?
উত্তরঃ তাপগতীয় সিস্টেম বলতে তল বা বেষ্টনী দ্বারা সীমাবদ্ধ কোনো নির্দিষ্ট পরিমাণ বস্তুকে বুঝায় যেখানে তাপগতীয় চলরাশি (P,V,T) পরিমাপ করা যায়।
অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া কাকে বলে?
উত্তরাঃ যে সকল প্রক্রিয়া বিপরীতমুখী হয়ে প্রত্যাবর্তন করতে পারে না অর্থাৎ সম্মুখবর্তী ও বিপরীতমুখী প্রক্রিয়ার প্রতি স্তরে তাপ ও কাজের ফলাফল সমান ও বিপরীত হয় না, তাকে অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া বলে।
অভ্যন্তরীণ শক্তি কী?
উত্তরঃ বস্তুর অভ্যন্তরস্থ অণু, পরমাণু ও মৌলিক কণাসমূহের রৈখিক গতি, স্পন্দন গতি ও ঘূর্ণনগতি এবং তাদের মধ্যকার বলের কারণে উদ্ভূত শক্তিকেই অভ্যন্তরীণ শক্তি বলে। অর্থাৎ একটি সিস্টেমের সম্ভাব্য সকল প্রকার শক্তির সমষ্টিকে উক্ত সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বলে।
রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া কী?
উত্তরঃ যে তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় সিস্টেমের চাপ, তাপমাত্রা ও আয়তনের পরিবর্তন হয় কিন্তু পরিবেশের সাথে তাপের আদান-প্রদান হয় না অর্থাৎ এনট্রপি ধ্রুব থাকে তাকে রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া বলে।
কার্নো চক্র কী?
উত্তরঃ ফরাসী বিজ্ঞানী সাদি কার্নো সকল দোষ-ত্রুটি মুক্ত একটি ইঞ্জিনের পরিকল্পনা করেন। এ ইঞ্জিনে চার ঘাত বিশিষ্ট যে চক্রের মাধ্যমে কার্য সম্পাদন হয় তাকে কার্নো চক্র বলে।
উষ্ণতামিতি ধর্ম কী?
উত্তরঃ উষ্ণতার পরিবর্তনে পদার্থের যে বিশেষ বিশেষ ধর্ম নিয়মিতভাবে পরিবর্তিত হয় এবং যে ধর্মের পরিবর্তন লক্ষ করে সহজ ও সূক্ষ্মভাবে উষ্ণতা নির্ণয় করা যায় তাকে উষ্ণতামিতি ধর্ম বলে।
স্থির চাপে গ্যাসের মোলার আপেক্ষিক তাপ কাকে বলে?
উত্তরঃ স্থির চাপে 1 mole গ্যাসের তাপমাত্রা IK বৃদ্ধি করতে যে তাপের প্রয়োজন তাকে স্থির চাপে গ্যাসের মোলার আপেক্ষিক তাপ বলে।
সমআয়তন প্রক্রিয়ায় কাজ শূন্য কেন? ব্যাখ্যা দাও।
উত্তরঃ যে তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় সিস্টেমের আয়তনের কোনো পরিবর্তন হয় না তাকে সমআয়তন প্রক্রিয়া বলে। সমআয়তন প্রক্রিয়ায় আয়তনের কোনো পরিবর্তন হয় না, যার ফলে dV = 0. আমরা জানি,
তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রকে লেখা যায়, dQ = dU + dW এখানে, dW = PdVdW = P0 = 0 অর্থাৎ সমআয়তন প্রক্রিয়ার কৃতকাজ শূন্য।
তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা কখনও 100% হতে পারে না- ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ কোনো তাপ ইঞ্জিন দ্বারা কাজে রূপান্তরিত তাপশক্তির পরিমাণ এবং ইঞ্জিন দ্বারা শোষিত তাপশক্তির পরিমাণের অনুপাতকে ইঞ্জিনের দক্ষতা বলে। η = W/Q₁ = Q₁ - Q/Q₁ =1-Q/Q₁ এখন দক্ষতা 100% হলে, η = (1-Q/Q₁) ×100% ⇒ 1 = 1-Q/Q₁ ⇒ Q/Q₁=0
অর্থাৎ, Q = 0 হবে। ফলে, ইঞ্জিন থেকে তাপ বর্জিত না হয়ে সম্পূর্ণটাই কাজে রূপান্তরিত হবে (W = Q₁), যা তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রকে লঙ্ঘন করে। তাই তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা 100% হতে পারে না।
Cv < Cp কেন? ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ কোনো নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন স্থির রেখে উত্তপ্ত করলে চাপ ও তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় কিন্তু বাহ্যিক কাজ সম্পন্ন হয় না। কিন্তু চাপ স্থির রেখে উত্তপ্ত করলে আয়তন ও তাপমাত্রা উভয়ই বাড়ে। ফলে বাহ্যিক কাজ সম্পন্ন হয়। তাই স্থির আয়তনে 1 mol গ্যাসের তাপমাত্রা 1K বৃদ্ধি করতে যে তাপের প্রয়োজন তা হতে স্থির চাপে ওই গ্যাসের তাপমাত্রা 1K বৃদ্ধি করতে বেশি তাপের প্রয়োজন হয়। তাই Cp > Cvl
রুদ্ধতাপ প্রক্রিয়ায় গ্যাসকে সংনমিত করলে গ্যাসের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় কেন? ব্যাখ্যা কর।
উত্তরঃ কোনো গ্যাসকে চারিদিকে তাপ রোধক বস্তু দিয়ে ঘিরে ঐ গ্যাসকে যদি দ্রুত সংকুচিত করা হয়, তাহলে গ্যাসের উপর কিছু কাজ করা হবে। ফলে কিছু তাপ উৎপন্ন হবে। এ উৎপন্ন তাপ ঐ গ্যাসের মধ্যেই থেকে যাবে। এতে গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি ও তাপমাত্রা বৃদ্ধি পাবে। এটিই রুদ্ধতাপীয় সংকোচন। যেমন- সাইকেলের টায়ারে হাওয়া ভরার সময় হাওয়া গরম বোধ হয়, যা রুদ্ধতাপীয় সংকোচনের ফল।