বিভিন্ন তাপগতি প্রক্রিয়ায় (সমচাপীয়, সমতাপীয়, সমআয়তনীয়) তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রের প্রয়োগ সম্পর্কিত ১১টি প্রশ্নের উদাহরণ।
১. নিচের লেখচিত্রটি একটি গ্যাসের তাপগতিবিদ্যা চক্র দেখায়। ABCD প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ হলো…
আলোচনা
এটা জানা আছে :
চাপ ২ (পি1) = ১০০ x ১২5 Pa
চাপ ২ (পি2) = ১০০ x ১২5 Pa
খণ্ড ১ (V)1) = 1 মি3
খণ্ড ১ (V)2) = 3 মি3
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে ABCD চক্র প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ
জওয়াব :
গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ = ABCD আয়তক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল।
W = (P2 - পি1)(V2 - ভি1)
W = (4 x 105 - 2 এক্স 105)(৩ – ১)
W = (2 x 105)(2)
W = ২০ x ১০5 জুল
ABCD চক্র প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ হলো 4 x 105 জুল।
২. ABC চক্র প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ হলো…
আলোচনা
এটা জানা আছে :
চাপ ২ (পি1) = ১০০ x ১২5 Pa
চাপ ২ (পি2) = ১০০ x ১২5 Pa
খণ্ড ১ (V)1) = 20 সেমি3 = 20 এক্স 10-6 m3
খণ্ড ১ (V)2) = 60 সেমি3 = 60 এক্স 10-6 m3
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে ABC চক্র প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ
জওয়াব :
গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ = ত্রিভুজ ABCD-এর ক্ষেত্রফল।
W = ½ (P2 - পি1)(V2 - ভি1)
W = ½ (6 x 105 - 3 এক্স 105)(60 x 10-6 - 20 এক্স 10-6)
W = ½ (3 x 105)(40 x 10-6)
W = ½ (120 x 10-1 জুল)
W = ½ (১২ জুল)
W = ৪০০ জুল
ABC চক্র প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ হলো ৬ জুল।
৩. একটি বদ্ধ স্থানে থাকা গ্যাসের চাপ (P) বনাম আয়তন (V)-এর লেখচিত্র। লেখচিত্রের যে অংশে গ্যাস কর্তৃক পরিবেশের উপর কৃত কাজ দেখানো হয়েছে তা হলো…
আলোচনা
প্রক্রিয়া AB এবং প্রক্রিয়া DC হলো সমচাপীয় প্রক্রিয়া। প্রক্রিয়া AD এবং প্রক্রিয়া BC হলো সমায়তনিক প্রক্রিয়া।
গ্যাস যদি প্রসারিত হয় এবং এর ফলে গ্যাস দ্বারা অধিকৃত স্থানের আয়তন বৃদ্ধি পায়, তবে গ্যাস পারিপার্শ্বিকের উপর কাজ করে (ডিসি প্রক্রিয়া)। পারিপার্শ্বিক গ্যাসের উপর কাজ করে, যদি গ্যাস সংকুচিত হয় এবং এর ফলে গ্যাস দ্বারা অধিকৃত স্থানের আয়তন হ্রাস পায় (বিসি প্রক্রিয়া)।
৪. সকল আদর্শ গ্যাস সমায়তনিক প্রক্রিয়ায় চলে, তাই...
ক. সকল অণুর গতিবেগ একই
খ. উচ্চ তাপমাত্রায় অণুগুলোর গড় গতিবেগ বেশি
C. গ্যাসের চাপ স্থির থাকে
D. গ্যাসটি কাজ করবে
E-এর কোনো অভ্যন্তরীণ শক্তি নেই
আলোচনা
সমায়তনিক = স্থির আয়তন
সঠিক উত্তরটি হলো B।
5. নিম্নলিখিত PV লেখচিত্রে দেখানো অনুযায়ী, একটি তাপগতি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে নির্দিষ্ট পরিমাণ আদর্শ গ্যাসকে অবস্থা ১ থেকে অবস্থা ২-এ সংকুচিত করা হয়। গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ হলো…
এ. -১৮০ জে
বি. -৯০ জে
সি. -৩০ জে
ডি. ১০০ জে
ই. ৮,০০০ জুল
আলোচনা
১ লিটার = ০.০০১ মিটার3
এটা জানা আছে :
চাপ ২ (পি1) = 10 kPa = 10.000 Pa = 10.000 N/m2
চাপ ২ (পি2) = 20 kPa = 20.000 Pa = 20.000 N/m2
খণ্ড ১ (V)1) = ৪ লিটার = ৪ (০.০০১ মি)3) = 0,004 মি3
খণ্ড ১ (V)2) = ১০ লিটার = ১০ (এক্সএনএমএক্সএক্স মি3) = 0,010 মি3
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ (W)
উত্তর :
W = P (V2 - ভি1) + ১/২ (পি2 - পি1)(V2 - ভি1)
W = ১০,০০০ (0,010-0,004) + 1/2 (20.000-10.000)(0,010-0,004)
W = 10.000 (0,006) + 1/2 (10.000)(0,006)
W = 10 (6) + 1/2 (10)(6)
W = 60 + 1/2 (60)
W = 60 + 30
W = ৪০০ জুল
সঠিক উত্তরটি হলো E।
6. পাশে থাকা পিভি ডায়াগ্রামটি দেখুন!
তাপগতি প্রক্রিয়ায় এক চক্রে উৎপন্ন কাজ হলো…
এ. ১৫ কিলোজুল
বি. ৭৫ কিলোজুল
সি. ৯০ কিলোজুল
ডি. ৪৫০ কিলোজুল
ই. ১৮৯৬ কিলোজুল
আলোচনা
এটা জানা আছে :
চাপ ২ (পি1) = ১০০ x ১২5 পা = 1 x 105 এন / মি2
চাপ ২ (পি2) = ১০০ x ১২5 পা = 3 x 105 এন / মি2
খণ্ড ১ (V)1) = 2 মি3
খণ্ড ১ (V)2) = 4 মি3
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে উৎপাদিত কাজ (W)।
জওয়াব :
কৃত কাজ = abcd চতুর্ভুজের ক্ষেত্রফল।
W = (P2 - পি1)(V2 - ভি1)
W = (3 x 105 - 1 এক্স 105)(৩ – ১)
W = (2 x 105)(2)
W = ২০ x ১০5 জুল
W = ৪০০ জুল
W = ৪০০ কিলো জুল
সঠিক উত্তরটি হলো D।
7. একটি আদর্শ গ্যাস নিচের PV ডায়াগ্রামে দেখানো প্রক্রিয়াটি সম্পন্ন করে। এই প্রক্রিয়ায় কৃত কাজ হলো…
এ. ৩৫০ জুল
বি. ২৫০ জে
সি. ১৫০ জুল
ডি. ১০০ জে
ই. ৮,০০০ জুল
আলোচনা
এটা জানা আছে :
চাপ ২ (পি1) = ১০০ নিউটন/মিটার2
চাপ ২ (পি2) = ১০০ নিউটন/মিটার2
খণ্ড ১ (V)1) = 1 মি3
খণ্ড ১ (V)2) = 5 মি3
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে: সম্পন্ন কাজ (W)।
উত্তর :
কৃত কাজ = ত্রিভুজ ABC-এর ক্ষেত্রফল।
W = ½ (P2 - পি1)(V2 - ভি1)
W = ½ (7-1)(5-1)
W = ½ (6)(4)
W = ½ (24)
W = ৪০০ জুল
সঠিক উত্তরটি হলো D।
৮. একটি বদ্ধ পাত্রে ৩৫০ কেলভিন তাপমাত্রায় ০.০২ মোল একপরমাণু গ্যাস রয়েছে। গ্যাসটির তাপমাত্রা ৪০০ কেলভিন পর্যন্ত বৃদ্ধি করতে কী পরিমাণ তাপের প্রয়োজন হবে? সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক, R = ৮.৩১ জুল/মোল-1 K-1.
এ. ১৫৮,৪০০ জুল
বি. ৯৫০,৪০০ জুল
সি. ৫,৮৬০,৮০০ জুল
ডি. ৯,৫০৪,০০০ জুল
ই. ৪ জুল
আলোচনা :
এটা জানা আছে :
n = 0,02 mol
T1 = 350 কে
T2 = 400 কে
R = 8,31 J/mol K
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে :
তাপ (Q) ?
জওয়াব :
একটি সমায়তনিক প্রক্রিয়ায় (ধ্রুব আয়তন), Q = ডেল্টা U
বর্ণনা: Q = তাপ, ΔU = অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন, U = অভ্যন্তরীণ শক্তি
৯. ২০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় দুই মোল একপরমাণু গ্যাস oC এবং চাপ 2 × 105 Pa একটি সমায়তনিক প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায় যতক্ষণ না চাপ 4 × 10 হয়।5 Pa. যদি সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক = 8,31 J/mol K হয়, তাহলে গ্যাসটির অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন হলো…
এ. ৩৫০ জুল
বি. ২৫০ জে
সি. ১৫০ জুল
ডি. ১০০ জে
ই. ৮,০০০ জুল
আলোচনা :
এটা জানা আছে :
n = 2 mol
T1 = ২০ + ২৭৩ = ২৯৩ কেলভিন
P1 = 2 এক্স 105 Pa
P2 = 4 এক্স 105 Pa
R = 8,31 J/mol K
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে :
অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন (ডেল্টা ইউ) ?
জওয়াব :
ডেল্টা U = 3/2 nR(T2-T1)
গণনা টি2 প্রথমে গে-লুসাকের সূত্রের (স্থির আয়তন) সূত্র ব্যবহার করুন।
১০. চাপ (P) – আয়তন (V) লেখচিত্রের যে অংশে গ্যাস বাহ্যিক কাজ গ্রহণ করছে তা দেখানো হয়, তা হলো…
এ. এবি
বি. সিডি
সি. বিসি
ডি. ডিএ
ই. এসি
আলোচনা :
গ্যাসের উপর কাজ করা হলে এর আয়তন বৃদ্ধি পায়। বিপরীতক্রমে, কোনো বাহ্যিক উৎস থেকে গ্যাসের উপর কাজ করা হলে এর আয়তন হ্রাস পায়। উপরের গ্রাফে দেখানো গ্যাসের আয়তন হ্রাস প্রক্রিয়াটি হলো CD প্রক্রিয়া।
সুতরাং সঠিক উত্তরটি হলো B।
১১. নিচের লেখচিত্রগুলোতে একটি প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যাওয়া গ্যাসের চাপ (P) এবং আয়তন (V)-এর মধ্যে সম্পর্ক দেখানো হয়েছে।
যে প্রক্রিয়াটিতে সর্বাধিক শ্রম উৎপন্ন হয়, তা গ্রাফ নম্বর …-এ দেখানো হয়েছে।
উঃ (1)
খ. (2)
সি. (3)
ডি. (4)
আলোচনা :
কৃত কাজ = ক্ষেত্রফল। ক্ষেত্রফল যত বড় হবে, কৃত কাজও তত বেশি হবে। সবচেয়ে বড় ক্ষেত্রফলটি গ্রাফ ৩-এ দেখানো হয়েছে।
সঠিক উত্তরটি হলো C।
