PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ২১০৬টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
২১০৬ প্রশ্ন
পাতা ৬০/১০৬
-
১১৮১
এনট্রপি রাশিটি ভৌতভাবে কী নির্দেশ করে?
- ক ব্যবস্থায় জমা থাকা মোট তাপ
- খ ব্যবস্থার তাপমাত্রা
- গ ব্যবস্থার কাজ করার সরাসরি ক্ষমতা
- ঘ ব্যবস্থার বিশৃঙ্খলা বা অণুবিন্যাসের সম্ভাব্য সংখ্যার পরিমাপ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ব্যবস্থার বিশৃঙ্খলা বা অণুবিন্যাসের সম্ভাব্য সংখ্যার পরিমাপ
এনট্রপি বেশি মানে ব্যবস্থাটি যত রকমভাবে সাজানো থাকতে পারে, সেই সংখ্যা বেশি — অর্থাৎ বেশি বিশৃঙ্খল।
কঠিন < তরল < গ্যাস — এই ক্রমেই এনট্রপি বাড়ে, কারণ অণুর স্বাধীনতা বাড়ে।
গ্যাস প্রসারিত হলে, বরফ গললে, দুই গ্যাস মিশলে — সব ক্ষেত্রেই এনট্রপি বাড়ে।
ফাঁদ: এনট্রপি "জমা তাপ" নয়। বরং এটি বলে ঐ তাপের কতটুকু আর কাজে লাগানো যাবে না — এনট্রপি বাড়া মানে শক্তির মান কমে যাওয়া। -
১১৮২
একটি বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থার এক অংশে 800 K-এ 4000 J তাপ যোগ হলো এবং অন্য অংশ থেকে 200 K-এ 400 J তাপ সরে গেল। ব্যবস্থাটির নিট এনট্রপি পরিবর্তন কত?
- ক 3 J K−1 বৃদ্ধি
- খ 3 J K−1 হ্রাস
- গ 7 J K−1 বৃদ্ধি
- ঘ 5 J K−1 বৃদ্ধি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 3 J K−1 বৃদ্ধি
ΔS1 = +4000800 = +5 J K−1
ΔS2 = −400200 = −2 J K−1
নিট = 5 − 2 = +3 J K−1
ধনাত্মক ⟹ দ্বিতীয় সূত্রের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ ✔
তাপের পরিমাণ দশ গুণ আলাদা হলেও তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে এনট্রপির প্রভাব কাছাকাছি — ভাগফলটাই আসল, লবের মান নয়। -
১১৮৩
একটি আদর্শ গ্যাসকে সমোষ্ণভাবে প্রসারিত করে আয়তন দ্বিগুণ করা হলো। 1 মোল গ্যাসের এনট্রপির পরিবর্তন কত? (R = 8.31, ln 2 = 0.693)
- ক 5.76 J K−1 হ্রাস
- খ 8.31 J K−1 বৃদ্ধি
- গ 5.76 J K−1 বৃদ্ধি
- ঘ শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 5.76 J K−1 বৃদ্ধি
সমোষ্ণে ΔU = 0 ⟹ Q = W = nRT ln V2V1
ΔS = QT = nR ln V2V1
= 1 × 8.31 × 0.693 = +5.76 J K−1
খেয়াল করো: তাপমাত্রা বদলায়নি, তবু এনট্রপি বেড়েছে — কারণ অণুগুলো এখন বড় জায়গায় ছড়িয়ে গেছে, বিন্যাসের সম্ভাবনা বেড়েছে।
ফলাফলটি তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে না, কেবল আয়তনের অনুপাতের ওপর। -
১১৮৪
দুইটি বিন্দু আধানের মধ্যকার দূরত্ব দ্বিগুণ এবং একটি আধান তিনগুণ করা হলে তাদের মধ্যকার কুলম্ব বল আগের কত গুণ হবে?
- ক 34 গুণ
- খ 3 গুণ
- গ 32 গুণ
- ঘ 14 গুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 34 গুণ
F = kq1q2r2
আধান 3 গুণ ⟹ 3 গুণ
দূরত্ব 2 গুণ ⟹ 14 গুণ
মোট = 3 × 14 = 34 গুণ
আধান রৈখিকভাবে আসে, দূরত্ব বর্গ হয়ে — এই পার্থক্যটাই সব হিসাবের ভিত্তি। -
১১৮৫
2 μC ও 3 μC দুইটি বিন্দু আধান শূন্য মাধ্যমে 30 cm দূরত্বে আছে। এদের মধ্যকার বল কত? (k = 9 × 109 N m2 C−2)
- ক 0.06 N
- খ 6 N
- গ 0.2 N
- ঘ 0.6 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.6 N
F = kq1q2r2 = 9 × 109 × 2 × 10−6 × 3 × 10−6(0.3)2
লব = 9 × 6 × 10−3 = 5.4 × 10−2
F = 5.4 × 10−20.09 = 0.6 N
μC-কে C-এ (10−6) এবং cm-কে m-এ না আনলে উত্তর কয়েক ঘাত ভুল হবে। -
১১৮৬
দুইটি আধানকে শূন্যস্থান থেকে সরিয়ে পানিতে (আপেক্ষিক ভেদনযোগ্যতা 80) একই দূরত্বে রাখা হলো। তাদের মধ্যকার বল আগের কত অংশ হবে?
- ক 80 গুণ
- খ 140
- গ 180
- ঘ অপরিবর্তিত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 180
মাধ্যমে F = 14πε0εr q1q2r2 ⟹ F ∝ 1εr
Fপানি = Fশূন্য80
তুলনা করো: মহাকর্ষ বল মাধ্যমনিরপেক্ষ — তাকে আড়াল করা যায় না। কিন্তু তড়িৎ বল মাধ্যমের ওপর প্রবলভাবে নির্ভরশীল।
এ কারণেই পানিতে লবণের আয়নগুলো সহজে আলাদা হয়ে যায়। -
১১৮৭
নিচের কোন আধানটি বাস্তবে থাকা সম্ভব নয়?
- ক 3.2 × 10−19 C
- খ 8.0 × 10−20 C
- গ 1.6 × 10−19 C
- ঘ 8.0 × 10−19 C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 8.0 × 10−20 C
আধানের কোয়ান্টায়ন: q = ne, যেখানে e = 1.6 × 10−19 C এবং n পূর্ণসংখ্যা
8.0 × 10−201.6 × 10−19 = 0.5 ⟹ পূর্ণসংখ্যা নয় ✘
বাকিগুলো: 3.2/1.6 = 2 ✔, 1.6/1.6 = 1 ✔, 8.0/1.6 = 5 ✔
কোয়ার্কের আধান 13e বা 23e হলেও তারা কখনো মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায় না — তাই মাপা যায় এমন সব আধানই e-এর গুণিতক। -
১১৮৮
1 কুলম্ব ঋণাত্মক আধান পেতে হলে কতটি ইলেকট্রন লাগবে? (e = 1.6 × 10−19 C)
- ক 6.25 × 1018টি
- খ 1.6 × 1019টি
- গ 6.25 × 1019টি
- ঘ 1.6 × 10−19টি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 6.25 × 1018টি
n = qe = 11.6 × 10−19
= 0.625 × 1019 = 6.25 × 1018টি
1 C আসলে বিশাল আধান — এ কারণেই ব্যবহারিক ক্ষেত্রে μC বা nC ব্যবহার করা হয়।
তুলনা: একটি বজ্রপাতে প্রায় 15 C আধান স্থানান্তরিত হয়। -
১১৮৯
দুইটি অভিন্ন পরিবাহী গোলকের আধান যথাক্রমে +5 μC ও −1 μC। এদের স্পর্শ করিয়ে আবার আগের দূরত্বে রাখা হলো। নতুন বল আগের বলের কত গুণ (মানে) হবে?
- ক 45 গুণ
- খ 54 গুণ
- গ 4 গুণ
- ঘ অপরিবর্তিত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 45 গুণ
স্পর্শে আধান সমান ভাগ হয়: +5 − 12 = +2 μC প্রতিটিতে
আগে: F1 ∝ 5 × 1 = 5
পরে: F2 ∝ 2 × 2 = 4
অনুপাত = 45 গুণ
শুধু মান নয়, প্রকৃতিও বদলেছে — আগে আকর্ষণ ছিল, এখন বিকর্ষণ। আধান সংরক্ষণের নিয়মে যোগফল (+4 μC) অপরিবর্তিত। -
১১৯০
শূন্য মাধ্যমে 1 m দূরত্বে থাকা দুইটি সমান আধানের মধ্যে বল 0.9 N। প্রতিটি আধানের মান কত?
- ক 1 μC
- খ 100 μC
- গ 10 μC
- ঘ 0.1 μC
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 10 μC
F = kq2r2 ⟹ q2 = Fr2k
= 0.9 × 19 × 109 = 10−10
q = 10−5 C = 10 μC
বর্গমূল নিতে ভুললে উত্তর 10−10 C আসত — আধান বের করতে সবসময় শেষে বর্গমূল লাগে। -
১১৯১
দুইটি অভিন্ন পরিবাহী গোলকের আধান +q ও +3q, এবং তারা r দূরত্বে আছে। এদের স্পর্শ করিয়ে আবার একই দূরত্বে রাখলে বল আগের কত গুণ হবে?
- ক 43 গুণ
- খ 34 গুণ
- গ 2 গুণ
- ঘ অপরিবর্তিত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 43 গুণ
স্পর্শের পর প্রতিটিতে q + 3q2 = 2q
আগে: F1 ∝ q × 3q = 3q2
পরে: F2 ∝ 2q × 2q = 4q2
অনুপাত = 43 গুণ
যোগফল স্থির থাকলে গুণফল সর্বোচ্চ হয় সমান ভাগে — তাই স্পর্শের পর বিকর্ষণ সবসময় বাড়ে (বা অন্তত সমান থাকে)। -
১১৯২
দুইটি আধানের মাঝে একটি পুরু ধাতব পাত রাখলে তাদের মধ্যকার কুলম্ব বলের কী হবে?
- ক কোনো পরিবর্তন হবে না
- খ বল বেড়ে যাবে
- গ বল কমে যাবে, কারণ ধাতব পাত তড়িৎ ক্ষেত্রকে আড়াল করে
- ঘ বল দ্বিগুণ হবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বল কমে যাবে, কারণ ধাতব পাত তড়িৎ ক্ষেত্রকে আড়াল করে
ধাতব পাতে মুক্ত ইলেকট্রন থাকায় সেখানে আবিষ্ট আধান তৈরি হয় এবং পাতের ভেতরে লব্ধি ক্ষেত্র শূন্য হয়ে যায় ⟹ ক্ষেত্র আংশিক বা সম্পূর্ণ আড়াল হয়।
এটিই তড়িৎ ছায়া বা তড়িৎ-চৌম্বকীয় আড়ালের (shielding) নীতি।
মহাকর্ষের সাথে তুলনা: সেখানে সিসার পাত রাখলেও বল এক চুল বদলায় না — কারণ ভর একটিমাত্র চিহ্নের হয়, কাটাকাটি করার মতো ঋণাত্মক ভর নেই।
এ কারণেই ফ্যারাডে খাঁচার ভেতরে বজ্রপাত থেকেও নিরাপদ থাকা যায়, কিন্তু মহাকর্ষীয় ঢাল বানানো অসম্ভব। -
১১৯৩
ε0 (শূন্য মাধ্যমের ভেদনযোগ্যতা)-এর একক কোনটি?
- ক C2 N−1 m−2
- খ N m2 C−2
- গ C N−1 m−1
- ঘ N C−2 m2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) C2 N−1 m−2
F = 14πε0 q1q2r2
ε0 = q1q24πFr2 = C × CN × m2 = C2 N−1 m−2
মান 8.85 × 10−12। আর k = 14πε0-এর একক ঠিক উল্টো: N m2 C−2 (অপশন খ)। -
১১৯৪
দুইটি বিন্দু আধানের মধ্যকার বল F। একটি আধান দ্বিগুণ, অন্যটি অর্ধেক এবং দূরত্ব অর্ধেক করা হলে নতুন বল কত হবে?
- ক F
- খ 4F
- গ 2F
- ঘ F4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4F
F ∝ q1q2r2
আধানের গুণফল: 2 × 12 = 1 ⟹ অপরিবর্তিত
দূরত্ব অর্ধেক ⟹ r2 এক-চতুর্থাংশ ⟹ 4 গুণ
নতুন বল = 4F
দুইটি আধানের পরিবর্তন কাটাকাটি হয়ে গেছে, সব প্রভাব এসেছে দূরত্ব থেকে। -
১১৯৫
কুলম্বের সূত্রের সীমাবদ্ধতা কোনটি?
- ক এটি কেবল ধনাত্মক আধানের ক্ষেত্রে খাটে
- খ এটি কেবল শূন্য মাধ্যমেই খাটে
- গ এটি কেবল স্থির বিন্দু আধানের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য
- ঘ এটি কেবল খুব বড় আধানের ক্ষেত্রে খাটে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) এটি কেবল স্থির বিন্দু আধানের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য
কুলম্বের সূত্রের শর্ত:
১. আধানগুলো বিন্দু আধান হতে হবে (আকার দূরত্বের তুলনায় নগণ্য)
২. আধানগুলো স্থির থাকতে হবে
চলমান আধানে চৌম্বক ক্ষেত্রও তৈরি হয় এবং অতিরিক্ত বল যোগ হয় — তখন সম্পূর্ণ বল বের করতে লরেন্স বল ব্যবহার করতে হয়।
সূত্রটি ধনাত্মক-ঋণাত্মক দুই ধরনের আধানেই খাটে (চিহ্নই আকর্ষণ-বিকর্ষণ বলে দেয়), আর মাধ্যমে εr বসিয়ে দিলেই চলে। -
১১৯৬
একটি ধাতব গোলকের আধান q এবং তা থেকে r দূরত্বে (r গোলকের ব্যাসার্ধের চেয়ে অনেক বড়) আরেকটি আধান আছে। গোলকটির ব্যাসার্ধ দ্বিগুণ করলে (আধান অপরিবর্তিত) বলের কী হবে?
- ক অপরিবর্তিত থাকবে
- খ অর্ধেক হবে
- গ দ্বিগুণ হবে
- ঘ এক-চতুর্থাংশ হবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) অপরিবর্তিত থাকবে
সুষমভাবে আহিত গোলীয় পরিবাহী তার বাইরের যেকোনো বিন্দুর জন্য কেন্দ্রে জমা বিন্দু আধানের মতোই আচরণ করে।
কেন্দ্রের অবস্থান বা মোট আধান বদলায়নি ⟹ বল অপরিবর্তিত
এটি গাউসের সূত্রের সরাসরি ফল — মহাকর্ষে গোলীয় খোলস উপপাদ্যের ঠিক সমতুল্য।
তবে গোলকটি এত বড় হলে যে দ্বিতীয় আধান তার পৃষ্ঠের কাছে চলে আসে, তখন আর এই সরল হিসাব খাটবে না। -
১১৯৭
দুইটি সমান ধনাত্মক আধানের মধ্যে বল 4 N। একটি আধানের অর্ধেক পরিমাণ সরিয়ে নিয়ে অন্যটিতে যোগ করে দিলে (দূরত্ব অপরিবর্তিত) নতুন বল কত হবে?
- ক 4 N
- খ 2 N
- গ 3 N
- ঘ 6 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 3 N
শুরুতে দুইটিই q ⟹ F ∝ q2 = 4 N
অর্ধেক সরানোর পর: q2 এবং 3q2
নতুন গুণফল = q2 × 3q2 = 3q24
F′ = 34 × 4 = 3 N
মোট আধান একই (2q) থাকলেও বল কমে গেল — যোগফল স্থির রেখে গুণফল সর্বোচ্চ হয় সমান ভাগেই। -
১১৯৮
একটি বস্তু থেকে 1012টি ইলেকট্রন সরিয়ে নেওয়া হলো। বস্তুটির আধান কত হবে?
- ক 1.6 × 10−7 C (ঋণাত্মক)
- খ 1.6 × 10−31 C (ধনাত্মক)
- গ 1.6 × 10−7 C (ধনাত্মক)
- ঘ 1.6 × 107 C (ধনাত্মক)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1.6 × 10−7 C (ধনাত্মক)
q = ne = 1012 × 1.6 × 10−19 = 1.6 × 10−7 C
ইলেকট্রন সরিয়ে নেওয়া হয়েছে ⟹ বস্তুটি ইলেকট্রন ঘাটতিতে পড়েছে ⟹ আধান ধনাত্মক
ইলেকট্রন যোগ করলে হতো ঋণাত্মক (অপশন খ)।
ঘর্ষণে আধান তৈরি হয় না — কেবল এক বস্তু থেকে অন্য বস্তুতে ইলেকট্রন স্থানান্তরিত হয়। এটিই আধান সংরক্ষণ সূত্র। -
১১৯৯
কুলম্ব বল সম্পর্কে নিচের কোন উক্তিটি সঠিক?
- ক এটি অসংরক্ষণশীল বল
- খ এটি কেন্দ্রীয় ও সংরক্ষণশীল বল, এবং নিউটনের তৃতীয় সূত্র মেনে চলে
- গ এটি কেন্দ্রীয় নয়, তাই কৌণিক ভরবেগ সংরক্ষিত হয় না
- ঘ বড় আধান ছোট আধানের ওপর বেশি বল প্রয়োগ করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) এটি কেন্দ্রীয় ও সংরক্ষণশীল বল, এবং নিউটনের তৃতীয় সূত্র মেনে চলে
কেন্দ্রীয়: বল দুই আধানের সংযোগ রেখা বরাবর ⟹ টর্ক শূন্য ⟹ কৌণিক ভরবেগ সংরক্ষিত
সংরক্ষণশীল: বদ্ধ পথে কৃত কাজ শূন্য ⟹ তড়িৎ বিভবশক্তি সংজ্ঞায়িত করা যায়
তৃতীয় সূত্র: দুইটি আধান পরস্পরের ওপর সমান ও বিপরীত বল প্রয়োগ করে — আধানের মান যতই আলাদা হোক।
সূত্রেই q1q2 গুণফল আছে, যা দুই দিক থেকেই একই — তাই "বড় আধান বেশি বল দেয়" ধারণাটি ভুল। -
১২০০
a বাহুবিশিষ্ট একটি সমবাহু ত্রিভুজের তিন শীর্ষে সমান q আধান রাখা হলো। যেকোনো একটি আধানের ওপর লব্ধি বলের মান কত?
- ক √3 kq2a2
- খ 2 kq2a2
- গ kq2a2
- ঘ 3 kq2a2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) √3 kq2a2
বাকি দুইটি আধান প্রতিটি F = kq2a2 বলে বিকর্ষণ করছে
সমবাহু ত্রিভুজে দুই বলের মধ্যবর্তী কোণ 60°
লব্ধি = 2F cos 30° = √3 F
দিক ত্রিভুজের কেন্দ্র থেকে বাইরের দিকে — তিনটি আধানই বাইরের দিকে ছিটকে যেতে চায়, তাই ব্যবস্থাটি অস্থিতিশীল।
PhysicsVerse ভার্সিটি স্পেশাল ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।