সমতাপীয় প্রক্রিয়ায় (স্থির তাপমাত্রা) তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র প্রয়োগের ৫টি উদাহরণ
১. নিচের গ্রাফটি একটি আদর্শ গ্যাসের পরিবর্তন দেখাচ্ছে সমতাপীয় প্রক্রিয়া (পদ্ধতি)। AB প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ হলো…
আলোচনা
কৃত কাজ = AB বক্ররেখার নিচের ক্ষেত্রফল = ত্রিভুজের ক্ষেত্রফল + আয়তক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল
W = [½ (8 x 105–৪ x ১০5)(3-1)] + [4 x 105 (৩০-১০)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 x 105 (2)]
W = [4 x 105] + [8 x 105]
W = ২০ x ১০5 জুল
AB প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ = 12 x 105 জুল
২. ABC প্রক্রিয়ায় একটি আদর্শ গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ হলো…
আলোচনা
এটা জানা আছে :
চাপ ২ (পি1) = ১০০ x ১২5 এন / মি2
চাপ ২ (পি1) = ১০০ x ১২5 এন / মি2
খণ্ড ১ (V)1) = ১০ লিটার = ১০ ডেসিমিটার3 = 10 এক্স 10-3 m3
খণ্ড ১ (V)2) = ১০ লিটার = ১০ ডেসিমিটার3 = ৩০ x ১০-3 m3
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে ABC প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ
জওয়াব :
প্রক্রিয়া BC-তে আয়তন স্থির থাকে, তাই গ্যাস দ্বারা কোনো কাজ করা হয় না। প্রক্রিয়া AB-তে গ্যাস কেবল কাজ করে, কারণ সেখানে আয়তনের পরিবর্তন ঘটে। অতএব, প্রক্রিয়া ABC-তে গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ = প্রক্রিয়া AB-তে গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ।
গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ = AB বক্ররেখার নিচের ক্ষেত্রফল = ত্রিভুজের ক্ষেত্রফল + আয়তক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল।
W = [½(10×105–৫×১০5)(30-10)]+[5×105(৩০-১০)]
W = [½ (5 x 105)(20)] + [5 x 105 (20)]
W = [(5 x 105)(10)] + [100 x 105]
W = [50 x 105]+ [100 x 105]
W = ২০ x ১০5 জুল
W = ২০ x ১০7 জুল
৩. একটি গ্যাস সমতাপীয় প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। গ্যাসটির ৫০০০ জুল কাজ করার জন্য যে পরিমাণ তাপ শোষণ করতে হবে তা হলো…
আলোচনা
এটা জানা আছে :
কাজ (W) = ৬০০০ জুল
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে শোষিত তাপ (Q)
জওয়াব :
এই প্রশ্নে উল্লিখিত সমতাপীয় প্রক্রিয়াটি একটি তাপগতিবিদ্যাগত প্রক্রিয়া যেখানে তাপমাত্রা স্থির থাকে। তাপমাত্রা (T) এবং গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তনের মধ্যে সম্পর্কটি নিম্নলিখিত সমীকরণ দ্বারা প্রকাশ করা হয়:
তাপমাত্রা স্থির থাকলে, তাপমাত্রার পরিবর্তন শূন্য হয়। তাপমাত্রার পরিবর্তন শূন্য হওয়ায়, অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তনও শূন্য। তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র প্রয়োগ করলে নিম্নলিখিত ফলাফল পাওয়া যায়।
তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র :
অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন (U) শূন্য হলে, গ্যাস দ্বারা শোষিত তাপ (Q) গ্যাস কর্তৃক কৃত কাজের (W) সমান হয়। যখন গ্যাস তাপ শোষণ করে, তখন গ্যাসটি অতিরিক্ত শক্তি লাভ করে এবং এই অতিরিক্ত শক্তি গ্যাসটি কাজ করার জন্য ব্যবহার করে।
সুতরাং, গ্যাস দ্বারা শোষিত তাপ = গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ = ৫০০০ জুল।
৪. একটি সমতাপীয় প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যাওয়া গ্যাসের চাপ (P) বনাম আয়তন (V)-এর লেখচিত্রটি নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে। AB প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা শোষিত তাপের পরিমাণ হলো…
আলোচনা
এটা জানা আছে :
চাপ ২ (পি1) = 5 atm = 5 x 105 Pa
চাপ ২ (পি2) = 10 atm = 10 x 105 Pa
খণ্ড ১ (V)1) = 2 মি3
খণ্ড ১ (V)2) = 6 মি3
জিজ্ঞাসা করা হয়েছে AB প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা শোষিত তাপ (Q)
জওয়াব :
সমতাপীয় = স্থির তাপমাত্রা। যদি তাপমাত্রা স্থির থাকে, তবে তাপমাত্রার পরিবর্তন শূন্য হয়। তাপমাত্রার পরিবর্তন শূন্য হলে, অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তনও শূন্য হয়। একটি গ্যাসের ক্ষেত্রে তাপমাত্রার পরিবর্তন এবং অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তনের মধ্যে সম্পর্কটি নিম্নলিখিত সমীকরণ দ্বারা প্রকাশ করা হয়:
তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রে প্রয়োগ করলে নিম্নলিখিত ফলাফলগুলো পাওয়া যায়:
যদি তাপমাত্রার পরিবর্তন শূন্য হয়, তাহলে গ্যাস দ্বারা শোষিত তাপ গ্যাস দ্বারা কৃত কাজের সমান হয়। AB প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা শোষিত তাপ নির্ণয় করতে, আমরা উপরের গ্রাফের উপর ভিত্তি করে গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ গণনা করি।
গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ = AB বক্ররেখার নিচের ক্ষেত্রফল = ত্রিভুজের ক্ষেত্রফল + আয়তক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল।
W = ½ (P2 - পি1)(V2 - ভি1) + পি1(V2 - ভি1)
W = ½ (10 x 105 - 5 এক্স 105)(6-2) + (5 x 105)(৬-২)
W = ½ (5 x 105)(4) + (5 x 105)(4)
W = ½ (20 x 105) + (20 x 105)
W = (10 x 105) + (20 x 105)
W = ২০ x ১০5 জুল
W = 30 atm
AB প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা শোষিত তাপ (Q) = AB প্রক্রিয়ায় গ্যাস দ্বারা কৃত কাজ = 30 x 105 জুল = ৩০ অ্যাটমোস্ফিয়ার।
৫. তাপগতিবিদ্যায়, একটি আদর্শ গ্যাস সমতাপীয় প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায় যদি...
ক. গ্যাসের অবস্থার পরিবর্তন, তাপমাত্রা সর্বদা স্থির থাকে
খ. সকল অণু ভিন্ন ভিন্ন গতিতে চলে
গ. সকল গ্যাসীয় অবস্থার তাপমাত্রা সর্বদা পরিবর্তিত হয়।
ডি. অন সুহু আণবিক গতি যত বেশি
ই. গ্যাসের চাপ ও আয়তন অপরিবর্তিত থাকে।
আলোচনা
সমতাপীয় অথবা সমতাপীয় মানে স্থির তাপমাত্রা।
সঠিক উত্তরটি হলো A।
