PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ২১০৬টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
-
১০৬১
বাস্তব গ্যাসের PV বনাম P লেখচিত্র আদর্শ গ্যাসের অনুভূমিক রেখা থেকে কীভাবে আলাদা হয়?
- ক সব চাপেই উপরে থাকে
- খ নিম্ন-মাঝারি চাপে নিচে নামে, উচ্চচাপে উপরে উঠে যায়
- গ সব চাপেই নিচে থাকে
- ঘ কোনো পার্থক্য থাকে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) নিম্ন-মাঝারি চাপে নিচে নামে, উচ্চচাপে উপরে উঠে যায়
নিম্ন-মাঝারি চাপে: আন্তঃআণবিক আকর্ষণ প্রধান ⟹ আয়তন প্রত্যাশার চেয়ে কম ⟹ PV কমে যায় ⟹ রেখা নিচে নামে
উচ্চচাপে: অণুর নিজস্ব আয়তন আর অগ্রাহ্য করা যায় না ⟹ আয়তন প্রত্যাশার চেয়ে বেশি ⟹ PV বেড়ে যায় ⟹ রেখা উপরে ওঠে
দুইটি প্রভাব বিপরীত বলেই রেখাটি প্রথমে নেমে, একটি সর্বনিম্ন বিন্দু ছুঁয়ে, তারপর ওঠে।
হাইড্রোজেন ও হিলিয়ামের ক্ষেত্রে আকর্ষণ এত দুর্বল যে রেখাটি শুরু থেকেই উপরে ওঠে — তাদের Z সবসময় 1-এর বেশি। -
১০৬২
30 °C তাপমাত্রায় বায়ুতে জলীয় বাষ্পের প্রকৃত চাপ 24 mm এবং ঐ তাপমাত্রায় সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ 32 mm। আপেক্ষিক আর্দ্রতা কত?
- ক 133 %
- খ 8 %
- গ 56 %
- ঘ 75 %
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 75 %
আপেক্ষিক আর্দ্রতা = প্রকৃত বাষ্পচাপঐ তাপমাত্রায় সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ × 100
= 2432 × 100 = 75 %
অনুপাতটি উল্টে বসালে 133 % আসত, যা অসম্ভব — আপেক্ষিক আর্দ্রতা কখনো 100 %-এর বেশি হতে পারে না। এভাবেই উত্তর যাচাই করা যায়। -
১০৬৩
শিশিরাঙ্ক (dew point) বলতে কী বোঝায়?
- ক যে তাপমাত্রায় বায়ুতে উপস্থিত জলীয় বাষ্প ঠিক সম্পৃক্ত হয়ে যায়
- খ যে তাপমাত্রায় পানি ফুটতে শুরু করে
- গ যে তাপমাত্রায় বায়ুর আপেক্ষিক আর্দ্রতা শূন্য হয়
- ঘ বায়ুর সর্বোচ্চ তাপমাত্রা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) যে তাপমাত্রায় বায়ুতে উপস্থিত জলীয় বাষ্প ঠিক সম্পৃক্ত হয়ে যায়
বায়ুকে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করলে সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ কমতে থাকে, কিন্তু প্রকৃত বাষ্পচাপ একই থাকে। যে তাপমাত্রায় দুইটি সমান হয়ে যায়, সেটিই শিশিরাঙ্ক।
ঐ বিন্দুতে আপেক্ষিক আর্দ্রতা ঠিক 100 % — এর নিচে নামলেই বাষ্প ঘনীভূত হয়ে শিশির বা কুয়াশা তৈরি হয়।
শিশিরাঙ্ক বায়ুর তাপমাত্রার যত কাছে, বাতাস তত আর্দ্র। দুইটি সমান হলে আপেক্ষিক আর্দ্রতা 100 %।
ঠান্ডা গ্লাসের গায়ে পানির ফোঁটা জমার কারণও এটাই — গ্লাসের সংস্পর্শের বাতাস শিশিরাঙ্কের নিচে নেমে যায়। -
১০৬৪
একটি ঘরে বায়ুর তাপমাত্রা 25 °C এবং শিশিরাঙ্ক 15 °C। 15 °C-এ সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ 12.8 mm এবং 25 °C-এ 23.8 mm হলে আপেক্ষিক আর্দ্রতা কত?
- ক 53.8 %
- খ 186 %
- গ 60 %
- ঘ 46.2 %
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 53.8 %
মূল কথা: শিশিরাঙ্কে বায়ু সম্পৃক্ত হয় ⟹ ঐ তাপমাত্রার সম্পৃক্ত বাষ্পচাপই বর্তমান প্রকৃত বাষ্পচাপ = 12.8 mm
আপেক্ষিক আর্দ্রতা = 12.823.8 × 100 = 53.8 %
শিশিরাঙ্ক থেকে সরাসরি প্রকৃত বাষ্পচাপ পাওয়া যায় — এটিই এ ধরনের প্রশ্নের চাবি।
শিশিরাঙ্ক 25 °C হলে অনুপাত হতো 1 ⟹ আর্দ্রতা 100 %। -
১০৬৫
একটি ঘরে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ অপরিবর্তিত রেখে তাপমাত্রা কমালে আপেক্ষিক আর্দ্রতার কী হবে?
- ক কমে যাবে
- খ বেড়ে যাবে
- গ অপরিবর্তিত থাকবে
- ঘ প্রথমে কমে পরে বাড়বে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বেড়ে যাবে
আপেক্ষিক আর্দ্রতা = প্রকৃত বাষ্পচাপসম্পৃক্ত বাষ্পচাপ × 100
লব: বাষ্পের পরিমাণ একই ⟹ প্রকৃত বাষ্পচাপ প্রায় অপরিবর্তিত
হর: তাপমাত্রা কমলে সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ দ্রুত কমে
⟹ ভগ্নাংশটি বাড়ে
যথেষ্ট ঠান্ডা করলে অনুপাত 1 হয়ে যায় (শিশিরাঙ্ক) ⟹ তারপর বাষ্প ঘনীভূত হতে শুরু করে।
এ কারণেই ভোরবেলা — দিনের সবচেয়ে ঠান্ডা সময়ে — আপেক্ষিক আর্দ্রতা সবচেয়ে বেশি থাকে, যদিও বাতাসে বাষ্পের পরিমাণ সারাদিন প্রায় একই। -
১০৬৬
একটি বায়ু নমুনার আপেক্ষিক আর্দ্রতা 100 %। এর অর্থ কী?
- ক বায়ুতে কোনো জলীয় বাষ্প নেই
- খ বায়ুর তাপমাত্রা ও শিশিরাঙ্ক সমান
- গ বায়ুর তাপমাত্রা 100 °C
- ঘ বায়ুতে বাষ্পচাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বায়ুর তাপমাত্রা ও শিশিরাঙ্ক সমান
আপেক্ষিক আর্দ্রতা 100 % ⟹ প্রকৃত বাষ্পচাপ = সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ ⟹ বায়ু ইতিমধ্যেই সম্পৃক্ত
কিন্তু শিশিরাঙ্কের সংজ্ঞাই হলো — যে তাপমাত্রায় বায়ু সম্পৃক্ত হয়
⟹ শিশিরাঙ্ক = বর্তমান তাপমাত্রা
এই অবস্থায় ঘাম শুকায় না, কারণ বাতাস আর কোনো বাষ্প নিতে পারে না — গরমকালে এমন দিনগুলোই সবচেয়ে অস্বস্তিকর। -
১০৬৭
বায়ুতে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বাড়লে (একই তাপমাত্রা ও চাপে) আর্দ্র বায়ুর ঘনত্বের কী হবে?
- ক বেড়ে যাবে, কারণ পানি যোগ হচ্ছে
- খ অপরিবর্তিত থাকবে
- গ কমে যাবে, কারণ জলীয় বাষ্পের মোলার ভর বায়ুর চেয়ে কম
- ঘ প্রথমে বাড়বে পরে কমবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) কমে যাবে, কারণ জলীয় বাষ্পের মোলার ভর বায়ুর চেয়ে কম
একই চাপ ও তাপমাত্রায় সমান আয়তনে অণুর সংখ্যা সমান (অ্যাভোগাড্রো)।
জলীয় বাষ্পের মোলার ভর 18, আর শুষ্ক বায়ুর গড় 29।
⟹ কিছু ভারী N2/O2 অণুর জায়গায় হালকা H2O অণু বসে যাচ্ছে ⟹ মোট ভর কমে ⟹ ঘনত্ব কমে
প্রচলিত ভুল ধারণা: "আর্দ্র বাতাস ভারী" — বাস্তবে উল্টো। এ কারণেই ঝড়ের আগে বায়ুচাপ কমে যায়, আর আর্দ্র দিনে বিমানের ওঠানামায় বেশি রানওয়ে লাগে। -
১০৬৮
একটি বদ্ধ পাত্রে 2 মোল অক্সিজেন ও 3 মোল নাইট্রোজেন আছে। মোট চাপ 5 atm হলে অক্সিজেনের আংশিক চাপ কত?
- ক 3 atm
- খ 2.5 atm
- গ 5 atm
- ঘ 2 atm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2 atm
ডাল্টনের আংশিক চাপ সূত্র: প্রতিটি গ্যাস নিজের মোল ভগ্নাংশ অনুযায়ী চাপ দেয়
PO2 = nO2nমোট × Pমোট = 25 × 5 = 2 atm
নাইট্রোজেনের আংশিক চাপ 3 atm — যোগফল 5 atm ✔
গ্যাসের ভর নয়, মোল সংখ্যাই এখানে নির্ধারক। -
১০৬৯
একটি আদর্শ গ্যাসের rms বেগ বনাম √T লেখচিত্র কেমন হবে?
- ক পরাবৃত্ত
- খ সমপরাবৃত্ত
- গ মূলবিন্দুগামী সরলরেখা
- ঘ অনুভূমিক সরলরেখা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) মূলবিন্দুগামী সরলরেখা
crms = 3RM × √T
এটি y = mx রূপের ⟹ মূলবিন্দুগামী সরলরেখা, ঢাল 3RM
ঢাল থেকে সরাসরি মোলার ভর বের করা যায় — হালকা গ্যাসের রেখা বেশি খাড়া।
তুলনা: c বনাম T আঁকলে হতো একটি বক্ররেখা (বর্গমূল আকৃতির), আর c2 বনাম T আঁকলেও সরলরেখা। -
১০৭০
একটি আদর্শ গ্যাসের চাপ ও আয়তন উভয়ই দ্বিগুণ করা হলো। অণুর rms বেগ আগের কত গুণ হবে?
- ক √2 গুণ
- খ 4 গুণ
- গ 2 গুণ
- ঘ অপরিবর্তিত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2 গুণ
PVT = ধ্রুব ⟹ P ও V দুইটিই দ্বিগুণ হলে T 4 গুণ
c ∝ √T ⟹ c 4 = 2 গুণ
দুই ধাপ: আগে গ্যাস সমীকরণ থেকে তাপমাত্রার পরিবর্তন, তারপর বেগের সম্পর্ক। সরাসরি চাপ থেকে বেগে যাওয়ার চেষ্টা করলেই ভুল হয়। -
১০৭১
স্থির আয়তনে একটি আদর্শ গ্যাসের P–T (কেলভিন) লেখচিত্র কেমন হবে এবং তার ঢাল কী নির্দেশ করে?
- ক মূলবিন্দুগামী সরলরেখা; ঢাল = nRV
- খ সমপরাবৃত্ত; ঢাল = nRV
- গ অনুভূমিক সরলরেখা; ঢাল শূন্য
- ঘ পরাবৃত্ত; ঢাল = nRT
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) মূলবিন্দুগামী সরলরেখা; ঢাল = nRV
PV = nRT ⟹ P = nRV T
V স্থির ⟹ y = mx রূপ ⟹ মূলবিন্দুগামী সরলরেখা, ঢাল nRV
ছোট আয়তনের পাত্রে রেখাটি বেশি খাড়া — একই তাপ দিলে চাপ দ্রুত বাড়ে।
P–t (সেলসিয়াস) আঁকলে রেখাটি মূলবিন্দু দিয়ে যেত না, −273 °C-এ অক্ষ ছেদ করত। -
১০৭২
27 °C তাপমাত্রায় একটি বদ্ধ পাত্রে গ্যাসের চাপ 1 atm। পাত্রটির অর্ধেক গ্যাস বের করে নিয়ে তাপমাত্রা 327 °C করা হলে চাপ কত হবে?
- ক 0.5 atm
- খ 2 atm
- গ 0.25 atm
- ঘ 1 atm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1 atm
P = nRTV ⟹ P ∝ nT (V স্থির)
n অর্ধেক ⟹ 12 গুণ
T: 300 K → 600 K ⟹ 2 গুণ
মোট = 12 × 2 = 1 ⟹ চাপ 1 atm, অপরিবর্তিত
দুইটি প্রভাব ঠিক কাটাকাটি — শুধু একটির দিকে তাকালে উত্তর 0.5 বা 2 আসত, দুইটিই ফাঁদ হিসেবে বসানো। -
১০৭৩
সমান আয়তনের দুইটি পাত্র একটি সরু নল দিয়ে যুক্ত এবং ভেতরে একই আদর্শ গ্যাস আছে। শুরুতে দুইটিরই তাপমাত্রা 300 K ও চাপ P। এবার একটি পাত্রকে 600 K-এ উত্তপ্ত করা হলো, অন্যটি 300 K-এ রাখা হলো। সাধারণ চাপ কত হবে?
- ক 2P
- খ 3P2
- গ P2
- ঘ 4P3
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 4P3
মোট অণুর সংখ্যা সংরক্ষিত ⟹ nমোট অপরিবর্তিত
শুরুতে: nমোট = 2PVR × 300
পরে (সাধারণ চাপ P′, আয়তন দুইটিই V):
nমোট = P′VR × 300 + P′VR × 600
সমান ধরে: 2P300 = P′ (1300 + 1600) = P′ × 3600
P′ = 2P × 600300 × 3 = 4P3 ≈ 1.33P
ফাঁদ: "একটি পাত্রের তাপমাত্রা দ্বিগুণ, তাই চাপও গড়ে 1.5 গুণ" — এই আন্দাজটি ভুল। সঠিক পথ হলো অণুর সংখ্যা সংরক্ষণ, কারণ গরম পাত্র থেকে কিছু গ্যাস ঠান্ডা পাত্রে চলে যায়। -
১০৭৪
কোন তাপমাত্রায় সেলসিয়াস ও ফারেনহাইট স্কেলের পাঠ সংখ্যাগতভাবে সমান হয়?
- ক 40°
- খ 0°
- গ −40°
- ঘ −32°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) −40°
C5 = F − 329, ধরি C = F = x
9x = 5x − 160 ⟹ 4x = −160
x = −40°
অর্থাৎ −40 °C আর −40 °F ঠিক একই তাপমাত্রা — দুই স্কেলের একমাত্র মিলন বিন্দু। -
১০৭৫
কোন তাপমাত্রায় ফারেনহাইট স্কেলের পাঠ সেলসিয়াস স্কেলের পাঠের ঠিক দ্বিগুণ হবে?
- ক 320 °C
- খ 160 °C
- গ 80 °C
- ঘ 40 °C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 160 °C
F = 95C + 32 এবং শর্ত F = 2C
2C = 1.8C + 32 ⟹ 0.2C = 32
C = 160 °C (তখন F = 320 °F ✔)
320-কে উত্তর ধরে ফেলাই এখানকার ফাঁদ — প্রশ্নে সেলসিয়াস মান চাওয়া হয়েছে। -
১০৭৬
একটি প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা 45 °C বৃদ্ধি পেল। কেলভিন স্কেলে এই বৃদ্ধি কত?
- ক 45 K
- খ 318 K
- গ 228 K
- ঘ 81 K
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 45 K
কেলভিন ও সেলসিয়াস স্কেলের ঘর সমান বড় — শুধু শূন্য বিন্দু আলাদা।
ΔT(K) = Δt(°C) ⟹ 45 K
ফাঁদ: 45 + 273 = 318 করে ফেলা। 273 যোগ করতে হয় কেবল নির্দিষ্ট তাপমাত্রা বদলাতে, পার্থক্য বদলাতে নয়।
ফারেনহাইটে অবশ্য ঘর ছোট, তাই সেখানে 45 °C পার্থক্য = 81 °F পার্থক্য। -
১০৭৭
তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্রের প্রধান তাৎপর্য কী?
- ক এটি শক্তির নিত্যতা প্রকাশ করে
- খ এটি বলে তাপ কখনো নিজে থেকে ঠান্ডা থেকে গরমে যায় না
- গ এটি তাপমাত্রা রাশিটিকে সংজ্ঞায়িত করে এবং থার্মোমিটার ব্যবহারের ভিত্তি দেয়
- ঘ এটি পরম শূন্য তাপমাত্রা নির্ধারণ করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) এটি তাপমাত্রা রাশিটিকে সংজ্ঞায়িত করে এবং থার্মোমিটার ব্যবহারের ভিত্তি দেয়
সূত্র: A ও B আলাদাভাবে C-এর সাথে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকলে A ও B-ও পরস্পরের সাথে সাম্যাবস্থায় থাকবে।
অর্থাৎ "তাপীয় সাম্যাবস্থা" একটি সংক্রমণশীল সম্পর্ক — আর যে অভিন্ন রাশিটি এদের মেলায় সেটিই তাপমাত্রা।
এ কারণেই একটি থার্মোমিটার (C) দিয়ে দুইটি বস্তুর তাপমাত্রা মেপে তুলনা করা যায় — বস্তু দুইটিকে সরাসরি স্পর্শ করাতে হয় না।
শক্তির নিত্যতা ১ম সূত্র, তাপের একমুখী প্রবাহ ২য় সূত্র, আর পরম শূন্য ৩য় সূত্রের বিষয়। -
১০৭৮
তাপ ও তাপমাত্রার মধ্যে পার্থক্য সম্পর্কে কোনটি সঠিক?
- ক তাপ হলো স্থানান্তরিত শক্তি, তাপমাত্রা হলো অণুর গড় গতিশক্তির পরিমাপ
- খ দুইটি একই রাশি, শুধু একক আলাদা
- গ তাপমাত্রা বেশি মানেই তাপ বেশি
- ঘ তাপ একটি অবস্থা রাশি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) তাপ হলো স্থানান্তরিত শক্তি, তাপমাত্রা হলো অণুর গড় গতিশক্তির পরিমাপ
তাপমাত্রা — অণুর গড় গতিশক্তির পরিমাপ; একক K; একটি অবস্থা রাশি।
তাপ — তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে স্থানান্তরিত শক্তি; একক J; একটি পথ রাশি (কেবল প্রক্রিয়ার সময় অর্থবহ)।
উদাহরণ: এক কাপ ফুটন্ত পানির তাপমাত্রা একটি হ্রদের চেয়ে অনেক বেশি, কিন্তু হ্রদে তাপশক্তি অনেক গুণ বেশি।
"বস্তুতে কত তাপ আছে" — এই বাক্যটিই অর্থহীন; তাপ বস্তুতে জমা থাকে না, চলাচল করে। -
১০৭৯
একটি নতুন তাপমাত্রা স্কেলে বরফ বিন্দু 20° এবং স্টিম বিন্দু 120° ধরা হলো। এই স্কেলে 50 °C তাপমাত্রার পাঠ কত হবে?
- ক 50°
- খ 70°
- গ 90°
- ঘ 60°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 70°
দুই স্কেলের মধ্যে সম্পর্ক:
X − 20120 − 20 = C − 0100 − 0
X − 20100 = 50100 ⟹ X − 20 = 50
X = 70°
এখানে দুই স্কেলের ঘরের সংখ্যা সমান (১০০) বলেই ঘরের আকারও সমান — শুধু শূন্য বিন্দু ২০ ঘর সরানো। -
১০৮০
একটি বিচ্ছিন্ন (isolated), বদ্ধ (closed) ও খোলা (open) তাপগতীয় ব্যবস্থার পার্থক্য কোনটি সঠিক?
- ক বিচ্ছিন্নে ভর ও শক্তি কোনোটাই বিনিময় হয় না; বদ্ধে কেবল শক্তি; খোলায় দুইটিই
- খ বিচ্ছিন্নে কেবল শক্তি বিনিময় হয়
- গ বদ্ধ ব্যবস্থায় ভর বিনিময় হয়, শক্তি নয়
- ঘ খোলা ব্যবস্থায় কেবল ভর বিনিময় হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বিচ্ছিন্নে ভর ও শক্তি কোনোটাই বিনিময় হয় না; বদ্ধে কেবল শক্তি; খোলায় দুইটিই
বিচ্ছিন্ন: ভর ✘ শক্তি ✘ — যেমন আদর্শ থার্মোফ্লাস্ক
বদ্ধ: ভর ✘ শক্তি ✔ — যেমন সিল করা ধাতব পাত্র
খোলা: ভর ✔ শক্তি ✔ — যেমন খোলা কেটলি
বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থায় মোট শক্তি ধ্রুব থাকে — এ কারণেই তাপগতিবিদ্যার সূত্রগুলো সবচেয়ে সরল রূপ পায় সেখানেই।
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।