কুমিল্লা বোর্ড ২০২৪ — আদর্শ গ্যাস ও গ্যাসের গতিতত্ত্ব সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

সমুদ্রপৃষ্ঠে 45^∘ অক্ষাংশে 0^∘C তাপমাত্রায় 76 cm উঁচু পারদস্তম্ভ যে চাপ দেয়, তাকে প্রমাণ চাপ বলে। প্রমাণ চাপের মান 1.013×10⁵ Pa।

গ্যাসের গতিতত্ত্ব অনুসারে n মোল গ্যাসের চাপ P=13mNVc²। একে আদর্শ গ্যাস সমীকরণ PV=nRT এর সাথে তুলনা করে পাওয়া যায়, প্রতিটি অণুর গড় রৈখিক গতিশক্তি,

12mc²=32kT

অর্থাৎ গ্যাসের অণুগুলোর গড় গতিশক্তি গ্যাসের পরম তাপমাত্রার সমানুপাতিক। তাপমাত্রা বাড়লে অণুগুলোর গড় গতিশক্তি তথা বেগ বাড়ে, তাপমাত্রা কমলে কমে।

সুতরাং গতিতত্ত্বের আলোকে, গ্যাসের পরম তাপমাত্রা হলো এর অণুগুলোর গড় রৈখিক গতিশক্তির পরিমাপ। পরম শূন্য তাপমাত্রায় (T=0) অণুগুলোর গতিশক্তি শূন্য হয়।

আমরা জানি,

θ₁−θ=G(θ₁−θ₂)

বা, 25−θ=1.70×(25−20)

বা, θ=25−8.5

∴ θ=16.5^∘C

অতএব, ঘরের ভিতরে শিশিরাঙ্ক 16.5^∘C।

15^∘C ও 16.5^∘C এর সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ প্রদত্ত মানগুলো থেকে রৈখিক অন্তর্বর্তন করে নেওয়া হয়েছে।

জলীয় বাষ্প সর্বদা বেশি বাষ্পচাপের স্থান থেকে কম বাষ্পচাপের স্থানের দিকে প্রবাহিত হয়। তাই ঘরের ভিতরে ও বাইরের প্রকৃত বাষ্পচাপ তুলনা করতে হবে।

ঘরের ভিতরে প্রকৃত বাষ্পচাপ (16.5^∘C এ স. বা. চাপ),

f₁=13.63+15.48−13.632×(16.5−16)=14.09 mm Hg

বাইরে 15^∘C এ সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ,

F₂=11.99+13.632=12.81 mm Hg

আমরা জানি,

R=f₂F₂

বা, f₂=0.70×12.81

∴ f₂=8.97 mm Hg

দেখা যায়, ঘরের ভিতরে বাষ্পচাপ f₁=14.09 mm Hg এবং বাইরে f₂=8.97 mm Hg, অর্থাৎ f₁>f₂; পার্থক্য 5.12 mm Hg।

অতএব, ঘরের জানালা খুলে দিলে জলীয় বাষ্প ঘরের ভিতর থেকে বাইরের দিকে প্রবাহিত হবে।