আদর্শ গ্যাস ও গ্যাসের গতিতত্ত্ব — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের ১০ম অধ্যায়। এখানে ৬২৬টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
-
২৮১
লেখচিত্রটি কোন সূত্র সমর্থন করে?- ক বয়েলের
- খ চার্লসের
- গ চাপের
- ঘ জুলের
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বয়েলের
pV বনাম p লেখচিত্র X-অক্ষের সমান্তরাল সরলরেখা (pV=ধ্রুবক) — এটি বয়েলের সূত্র সমর্থন করে। -
২৮২
স্থির তাপমাত্রায় গ্যাসের ক্ষেত্রে নিচের কোন লেখচিত্রটি সঠিক নয়?
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক)
বয়েলের সূত্র অনুযায়ী pV=ধ্রুবক ⇒ p = ধ্রুবক/V ⇒ 1/V = p/ধ্রুবক, অর্থাৎ (1/V) বনাম p মূলবিন্দুগামী সরলরেখা হওয়া উচিত, অনুভূমিক রেখা নয়। তাই অপশন (ক)-ই ভুল/সঠিক-নয় (বাকি তিনটি — V-p পরাবৃত্ত, pV-p অনুভূমিক রেখা, ও (1/p)-V সরলরেখা — সবই বয়েলের সূত্রের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ)। -
২৮৩
প্রমাণ চাপ নির্ণয়ের ক্ষেত্রে কোনটি সঠিক?
- ক পারদের ঘনত্ব 13596 kg m⁻³
- খ পারদ স্তম্ভের উচ্চতা 0.76 cm
- গ চাপের সমীকরণ Fρg
- ঘ চাপের মান 0.103 × 10⁵ N/m²
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) পারদের ঘনত্ব 13596 kg m⁻³
প্রমাণ চাপ p = hρg, যেখানে পারদস্তম্ভের উচ্চতা h = 0.76 m (0.76 cm নয়), পারদের ঘনত্ব ρ ≈ 13596 kg m⁻³, ফলে p ≈ 1.013×10⁵ N/m² হয়। এদের মধ্যে কেবল (ক)-এর মানটিই (পারদের ঘনত্ব) সঠিক — (খ)-এ উচ্চতার একক ভুল (cm লেখা হয়েছে, m হওয়া উচিত), (গ)-এ সমীকরণ ভুল (hρg হওয়ার কথা, Fρg নয়), (ঘ)-এ চাপের মান ভুল (1.013×10⁵ হওয়ার কথা)। -
২৮৪
আদর্শ গ্যাসের চাপ p এবং মূল গড় বর্গবেগ c এর মধ্যে সম্পর্ক হলো —
- ক c = √(3pρ)
- খ c = √(3ρp)
- গ c = √(p3ρ)
- ঘ c = √(ρ3p)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) c = √(3pρ)
গতিতত্ত্ব থেকে p = 13ρc² ⇒ c² = 3pρ ⇒ c = √(3pρ)। -
২৮৫
গ্যাসে গতিতত্ত্ব অনুসারে 0 K তাপমাত্রায় গ্যাসের গতিশক্তি হবে —
- ক সর্বাধিক
- খ শূন্য
- গ খুব বেশিও না আবার কমও না
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) শূন্য
গড় গতিশক্তি E = 32kT। T=0K এ E=0, অর্থাৎ গতিশক্তি শূন্য। -
২৮৬
কোনো গ্যাসের মূল গড় বর্গবেগ পরম তাপমাত্রার —
- ক সমানুপাতিক
- খ ব্যস্তানুপাতিক
- গ বর্গমূলের সমানুপাতিক
- ঘ বর্গের ব্যস্তানুপাতিক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বর্গমূলের সমানুপাতিক
মূল গড় বর্গবেগ c_rms = √(3RT/M) ∝ √T — পরম তাপমাত্রার বর্গমূলের সমানুপাতিক। -
২৮৭
T তাপমাত্রায় আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে একটি অণুর গড় গতিশক্তি —
- ক 23 kT
- খ 13 kT²
- গ 32 kT⁴
- ঘ 32 kT
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 32 kT
গতিতত্ত্ব অনুযায়ী একটি অণুর গড় গতিশক্তি = 32kT (k = বোল্টজম্যান ধ্রুবক)। -
২৮৮
তাপমাত্রা কতগুণ হলে অক্সিজেন অণুর বেগ দ্বিগুণ হবে?
- ক 2
- খ 4
- গ 8
- ঘ 16
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4
c ∝ √T। বেগ দ্বিগুণ (c₂=2c₁) করতে T₂ = 4T₁, অর্থাৎ তাপমাত্রা ৪ গুণ করতে হবে। -
২৮৯
গ্যাসের গতিতত্ত্বের মৌলিক স্বীকার্য অনুসারে — (i) একটি গ্যাসের সকল অণু সদৃশ (ii) গ্যাসের শক্তি বিভবশক্তি (iii) তাপমাত্রার সাথে অণুগুলোর বেগ বাড়ে নিচের কোনটি সঠিক?
- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) i ও iii
গতিতত্ত্বের মৌলিক স্বীকার্য: (i) একটি গ্যাসের সব অণু সদৃশ — সঠিক। (ii) গ্যাসের শক্তি বিভবশক্তি — ভুল (গতিতত্ত্বে অণুর মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ/বিভবশক্তি উপেক্ষা করা হয়, শক্তি সম্পূর্ণ গতিশক্তি ধরা হয়)। (iii) তাপমাত্রার সাথে অণুর বেগ বাড়ে — সঠিক। তাই: i ও iii। -
২৯০
দুটি অণুর বেগ যথাক্রমে 2 m s⁻¹ এবং 4 m s⁻¹ হলে অণুদ্বয়ের গড় বর্গবেগ কত?
- ক √3 m² s⁻²
- খ 2 m² s⁻²
- গ √10 m² s⁻²
- ঘ 10 m² s⁻²
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 10 m² s⁻²
গড় বর্গবেগ = 2² + 4²2 = 4+162 = 10 m² s⁻²। -
২৯১
কোনো আবদ্ধ গ্যাসের তাপমাত্রা 0°C থেকে বাড়িয়ে 273°C করা হলে গ্যাসের অণুগুলোর গড় বেগ কতটুকু বৃদ্ধি পাবে?
- ক 40%
- খ 50%
- গ 60%
- ঘ 100%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 40%
c ∝ √T। T₁=273K, T₂=546K। c₂c₁ = √(546/273) = √2 ≈ 1.414। বৃদ্ধি ≈ 41.4%, যা প্রদত্ত বিকল্পগুলোর মধ্যে নিকটতম 40%। -
২৯২
কোনো গ্যাসের তাপমাত্রা 100° C থেকে বাড়িয়ে 200°C করা হলো। গ্যাসের গড় বেগ কত গুণ হবে?
- ক 1.61 গুণ
- খ 1.32 গুণ
- গ 2 গুণ
- ঘ 4 গুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1.32 গুণ
(দ্রষ্টব্য: হিসাব করে পাওয়া মান ≈1.13 গুণ, যা প্রদত্ত কোনো অপশনের সাথেই নিখুঁতভাবে মেলে না — মূল বইয়ে তাপমাত্রার মান/অপশন যাচাই করে নিও) c ∝ √T ধরে T₁=373K, T₂=473K হলে c₂c₁ = √(473/373) ≈ 1.13 গুণ; প্রদত্ত বিকল্পের মধ্যে সবচেয়ে কাছেরটি বেছে নেওয়া হলো। -
২৯৩
দুটি ভিন্ন আদর্শ গ্যাস একই চাপে ভিন্ন ভিন্ন পাত্রে আবদ্ধ আছে। যদি ρ₁ ও ρ₂ এগুলোর ঘনত্ব এবং c₁ ও c₂ যথাক্রমে এগুলোর মূল গড় বর্গবেগ হয়, তাহলে c1c2 এর সমান হবে —
- ক ρ12ρ22
- খ ρ22ρ12
- গ √(ρ1 ρ2 )
- ঘ √(ρ2 ρ1 )
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) √(ρ2 ρ1 )
একই চাপে c = √(3p/ρ) থেকে c₁c₂ = √(ρ₂ρ₁)। -
২৯৪
কত তাপমাত্রায় অক্সিজেন অণুর গড় মূল গড় বর্গবেগ -100°C তাপমাত্রার হাইড্রোজেন অণুর মূল গড় বর্গবেগের সমান হবে?
- ক 2495°C
- খ 2768°C
- গ 4368°C
- ঘ 4095°C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2495°C
সমান rms বেগ: T_O₂/M_O₂ = T_H₂/M_H₂ ⇒ T_O₂ = T_H₂ × (M_O₂/M_H₂) = 173 × (32/2) = 2768 K = (2768-273)°C = 2495°C। -
২৯৫
গ্যাসের অণুগুলোর মূল গড় বর্গবেগ Crms এবং পরম তাপমাত্রা T হলে নিচের কোনটি সঠিক?
- ক Crms ∝ T
- খ Crms ∝ √(T)
- গ Crms ∝1T
- ঘ Crms ∝1√(T)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) Crms ∝ √(T)
c_rms = √(3RT/M) ∝ √T (M স্থির ধরে)। -
২৯৬
স্থির চাপে কোন তাপমাত্রায় কোনো গ্যাসের অণুর মূল গড় বর্গবেগ প্রমাণ চাপ ও তাপমাত্রার মূল গড় বর্গবেগের অর্ধেক হবে?
- ক 58.20 K
- খ 68.25 K
- গ 20.25 K
- ঘ 100.20 K
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 68.25 K
c(T) = 0.5×c(273K) ⇒ √(T/273) = 0.5 ⇒ T = 0.25×273 = 68.25 K। -
২৯৭
তিনটি গ্যাস অণুর বেগ যথাক্রমে 25 m s⁻¹, 30 m s⁻¹ এবং 35 m s⁻¹। এদের মূল গড় বর্গবেগ কত?
- ক 10.5 m s⁻¹
- খ 15.5 m s⁻¹
- গ 20.3 m s⁻¹
- ঘ 30.3 m s⁻¹
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 30.3 m s⁻¹
মূল গড় বর্গবেগ = √(25²+30²+35²3) = √(27503) = √916.67 ≈ 30.3 m s⁻¹। -
২৯৮
কোনো পাত্রে আবদ্ধ গ্যাস অণুগুলোর সর্বাধিক সংখ্যক অণুর বেগকে বলে —
- ক গড়বেগ
- খ মূল গড় বর্গবেগ
- গ গড় বর্গবেগ
- ঘ সর্বাধিক সম্ভাব্য বেগ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সর্বাধিক সম্ভাব্য বেগ
সর্বাধিক সংখ্যক অণুর বেগকে বলা হয় সর্বাধিক সম্ভাব্য বেগ (most probable speed)। -
২৯৯
STP তে সকল গ্যাসের মোলার আয়তন —
- ক 22.4 L
- খ 22.9 L
- গ 28.4 L
- ঘ 22.8 L
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 22.4 L
STP-তে (0°C, 1 atm) যেকোনো আদর্শ গ্যাসের 1 মোলের আয়তন (মোলার আয়তন) = 22.4 লিটার — অ্যাভোগেড্রোর সূত্রের সুপরিচিত ফলাফল। -
৩০০
কোনো আবদ্ধ গ্যাসের চাপ p, আয়তন V ও গতিশক্তি E এর মধ্যে সম্পর্ক —
- ক E =23 pV
- খ E =32 pV
- গ E =52 pV
- ঘ E =72 pV
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) E =32 pV
মোট গতিশক্তি E = 32nRT এবং pV = nRT, তাই E = 32pV।
আদর্শ গ্যাস ও গ্যাসের গতিতত্ত্ব নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।