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।
৬২৬ প্রশ্ন
১ম পত্র
অধ্যায় ১০
পাতা ২৪/৩২
-
৪৬১
নিম্নের কোন তথ্যটি সঠিক নয়?
- ক ডপলার নীতির উপর ভিত্তি করেই রোগ নির্ণয়ের জন্য আলট্রাসনোগ্রাম করা হয়
- খ যে তাপমাত্রায় কোন নির্দিষ্ট আয়তনের বায়ু তার মধ্যস্থিত জলীয় বাষ্প দ্বারা সম্পৃক্ত হয়, সেই তাপমাত্রাকে শিশিরাঙ্ক বলে
- গ তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য অর্ধপরিবাহক দ্বারা তৈরি সুবেদী রোধকে থার্মিস্টর বলে
- ঘ সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় চার্লসের সূত্র প্রয়োগ করা যায়।
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় চার্লসের সূত্র প্রয়োগ করা যায়।
চার্লসের সূত্র স্থির চাপে প্রযোজ্য: V ∝ T (P স্থির)। সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির থাকে, তাই সেখানে বয়েলের সূত্র PV = ধ্রুবক প্রযোজ্য, চার্লসের সূত্র নয়।
শিশিরাঙ্ক: যে তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট আয়তনের বায়ু তার মধ্যস্থিত জলীয় বাষ্প দ্বারা সম্পৃক্ত হয়; শিশিরাঙ্কে বায়ুর বাষ্পচাপ = ঐ তাপমাত্রার সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ।
থার্মিস্টার: অর্ধপরিবাহী দিয়ে তৈরি তাপ-সুবেদী রোধ, তাপমাত্রা বাড়লে রোধ দ্রুত কমে। আলট্রাসনোগ্রাফিতে শব্দোত্তর তরঙ্গের প্রতিফলন ও ডপলার নীতি ব্যবহৃত হয়। -
৪৬২
একটি পাত্রের আয়তন 500 ml। এতে 100 cm Hg চাপে CO2 গ্যাস আছে। ইহা নলের সাহায্যে স্টপ কর্কের দ্বারা অন্য একটি 80 cm Hg চাপে N2 ভর্তি 100 ml আয়তন বিশিষ্ট পাত্রের সাথে যুক্ত আছে। স্টপ কর্ক খুলে দিলে মিশ্রিত গ্যাসের চাপ cm Hg-তে নিম্নের কোনটি?
- ক 76.86
- খ 68.67
- গ 86.67
- ঘ 67.86
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 86.67
এখানে, P1 = 100 cm Hg, V1 = 500 ml, P2 = 80 cm Hg, V2 = 100 ml, মোট আয়তন V = 600 ml
বয়েলের সূত্রে প্রতিটি গ্যাসের আংশিক চাপ বের করে ডাল্টনের সূত্রে যোগ করলে P = P1V1 + P2V2V
= 100 × 500 + 80 × 100600 = 58000600 ≈ 96.67 cm Hg -
৪৬৩
নিম্নের কোনটি চার্লসের সূত্র?
- ক V ∝ 1P যখন n ও T ধ্রুবক
- খ V ∝ n যখন T ও P ধ্রুবক
- গ V ∝ T যখন n ও P ধ্রুবক
- ঘ P ∝ T যখন V ধ্রুবক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) V ∝ T যখন n ও P ধ্রুবক
চার্লসের সূত্র: স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন পরম তাপমাত্রার সমানুপাতিক, V ∝ T (P, n ধ্রুবক), VT = ধ্রুবক।
বয়েলের সূত্র: V ∝ 1P (T, n ধ্রুবক), PV = ধ্রুবক।
অ্যাভোগেড্রোর সূত্র: V ∝ n (P, T ধ্রুবক)।
চাপের সূত্র (অ্যামনটন/গে-লুসাক): P ∝ T (V ধ্রুবক)।
সব মিলিয়ে আদর্শ গ্যাস সমীকরণ PV = nRT। -
৪৬৪
সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক R-এর মান কত?
- ক 8.31 JK−1mol−1
- খ 8.31 KJ−1mol−1
- গ 8.13 JK−1mol−1
- ঘ 8.13 KJ−1mol−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 8.31 JK−1mol−1
সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক R = 8.31 JK−1mol−1 = 8.31 × 107 erg K−1mol−1 = 1.99 cal K−1mol−1 = 0.082 L atm K−1mol−1।
আদর্শ গ্যাস সমীকরণ PV = nRT; সব গ্যাসের 1 mol-এর জন্য R-এর মান একই, তাই সার্বজনীন।
মাত্রা ML2T−2θ−1N−1; বোলৎসম্যান ধ্রুবক k = RNA = 1.38 × 10−23 JK−1। -
৪৬৫
স্থির তাপমাত্রায় ও 1 atm চাপে কোন নির্দিষ্ট ভরের অক্সিজেন গ্যাসের আয়তন 3.15 L হয়। ঐ অক্সিজেন গ্যাসের চাপ বৃদ্ধি করে 2.50 atm করা হলে, তখন ঐ গ্যাসের আয়তন কত L হবে?
- ক 2.16
- খ 1.26
- গ 1.62
- ঘ 6.21
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1.26
এখানে, P1 = 1 atm, V1 = 3.15 L, P2 = 2.5 atm (তাপমাত্রা স্থির)
বয়েলের সূত্র: P1V1 = P2V2
V2 = P1V1P2 = 1 × 3.152.5 = 1.26 L -
৪৬৬
ভর ক্রিয়া সূত্র কে আবিষ্কার করেন?
- ক গুলবার্গ ও ওয়েজ
- খ রবার্ট বয়েল
- গ জোসেফ লুইস
- ঘ এ্যাভোগেড্রো
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) গুলবার্গ ও ওয়েজ
ভর ক্রিয়া সূত্র (law of mass action) 1864 সালে নরওয়ের বিজ্ঞানী গুলবার্গ ও ওয়েজ প্রকাশ করেন: নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় বিক্রিয়ার হার বিক্রিয়কের সক্রিয় ভরের (মোলার ঘনমাত্রার) সমানুপাতিক।
রবার্ট বয়েল: স্থির তাপমাত্রায় গ্যাসের চাপ ও আয়তনের সম্পর্ক (PV = ধ্রুবক); গে-লুসাক: গ্যাস আয়তনের সূত্র; অ্যাভোগেড্রো: সম আয়তনের গ্যাসে সমসংখ্যক অণু। -
৪৬৭
কোনটির উপর বাষ্পায়ন নির্ভর করে না?
- ক তরলের প্রকৃতি
- খ তরলের তাপমাত্রা
- গ বায়ুর আর্দ্রতা
- ঘ বায়ুর তাপমাত্রা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) বায়ুর তাপমাত্রা
বাষ্পায়ন: যেকোনো তাপমাত্রায় তরলের উপরিতল থেকে ধীরে ধীরে বাষ্পে পরিণত হওয়া। পাঠ্যবই অনুযায়ী বাষ্পায়নের হার নির্ভর করে: তরলের প্রকৃতি (উদ্বায়ী তরলে বেশি), তরলের তাপমাত্রা (বাড়লে বেশি), তরলের উপরিতলের ক্ষেত্রফল (বাড়লে বেশি), বায়ুর আর্দ্রতা (বাড়লে কম), বায়ুর চাপ (কমলে বেশি), বায়ুপ্রবাহ (বাড়লে বেশি)।
তালিকা অনুযায়ী বায়ুর তাপমাত্রা সরাসরি নিয়ামক নয়, তরলের নিজের তাপমাত্রাই নিয়ামক।
স্ফুটন নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় (স্ফুটনাঙ্কে) তরলের সর্বত্র থেকে দ্রুত ঘটে, বাষ্পায়ন শুধু উপরিতল থেকে; বাষ্পায়নে তরল শীতল হয়। -
৪৬৮
বিজ্ঞানী জন ডাল্টন কত সালে জন্মগ্রহণ করেন?
- ক 1767
- খ 1777
- গ 1766
- ঘ 1676
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1766
জন ডাল্টন (1766–1844) ইংরেজ বিজ্ঞানী, জন্ম 1766 সালের 6 সেপ্টেম্বর, ইংল্যান্ডের ঈগলসফিল্ডে।
তাঁর আংশিক চাপের সূত্র (1801): নির্দিষ্ট আয়তনে ও তাপমাত্রায় পরস্পর ক্রিয়াহীন গ্যাস-মিশ্রণের মোট চাপ = প্রতিটি গ্যাসের আংশিক চাপের যোগফল, P = P1 + P2 + P3 + …
তিনি পরমাণুবাদ (1803) প্রবর্তন করেন এবং বর্ণান্ধতা নিয়ে প্রথম বৈজ্ঞানিক গবেষণা করেন (বর্ণান্ধতার অপর নাম ডাল্টনিজম)। -
৪৬৯
PV = K, এই সমীকরণটি সাধারণভাবে কোন সূত্রের প্রকাশ?
- ক বয়েলের সূত্র
- খ চার্লসের সূত্র
- গ চাপের সূত্র
- ঘ আদর্শ গ্যাস সমীকরণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বয়েলের সূত্র
বয়েলের সূত্র: স্থির তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন চাপের ব্যস্তানুপাতিক, PV = ধ্রুবক, P1V1 = P2V2; P–V লেখচিত্র সমোষ্ণ রেখা (আয়তাকার পরাবৃত্ত), P–1V লেখচিত্র মূলবিন্দুগামী সরলরেখা।
চার্লসের সূত্র: স্থির চাপে V ∝ T; চাপের সূত্র: স্থির আয়তনে P ∝ T; সম্মিলিতভাবে PVT = ধ্রুবক, আদর্শ গ্যাস সমীকরণ PV = nRT।
R = 8.314 J mol−1 K−1; STP-তে 1 mol গ্যাসের আয়তন 22.4 L। -
৪৭০
বায়ুর আপেক্ষিক আর্দ্রতা কম হলে বাষ্পায়ন —
- ক তাড়াতাড়ি হবে
- খ ধীরে হবে
- গ একই থাকবে
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) তাড়াতাড়ি হবে
আপেক্ষিক আর্দ্রতা কম হলে বায়ু শুষ্ক থাকে, ফলে বাষ্পায়ন তাড়াতাড়ি (দ্রুত) হয়। -
৪৭১
V1T1 = V2T2 সম্পর্কটি কোন সূত্রকে সমর্থন করে?
- ক বয়েলের সূত্র
- খ চার্লসের সূত্র
- গ চাপের সূত্র
- ঘ অ্যাভোগ্যাড্রোর সূত্র
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) চার্লসের সূত্র
V1T1 = V2T2 হলো চার্লসের সূত্রের গাণিতিক রূপ: স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন পরম তাপমাত্রার সমানুপাতিক, V ∝ T।
বয়েলের সূত্র: স্থির তাপমাত্রায় P1V1 = P2V2 (PV = ধ্রুবক)।
চাপের সূত্র: স্থির আয়তনে P1T1 = P2T2 (P ∝ T)।
অ্যাভোগ্যাড্রোর সূত্র: একই তাপমাত্রা ও চাপে সমান আয়তনের সব গ্যাসে অণুর সংখ্যা সমান (V ∝ n)। -
৪৭২
স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন এর পরম তাপমাত্রার—
i. ব্যস্তানুপাতিক
ii. সমানুপাতিক
iii. বর্গের ব্যস্তানুপাতিক
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i
- খ i ও ii
- গ ii ও iii
- ঘ ii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ii
চার্লসের সূত্র অনুযায়ী স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন পরম তাপমাত্রার সমানুপাতিক: V ∝ T বা VT = ধ্রুবক।
i. ব্যস্তানুপাতিক নয় — আয়তন চাপের ব্যস্তানুপাতিক (বয়েলের সূত্র), তাপমাত্রার নয়।
ii. সমানুপাতিক — সঠিক, এটিই চার্লসের সূত্র।
iii. বর্গের ব্যস্তানুপাতিক কোনো গ্যাস সূত্রে নেই।
তাই শুধু ii সঠিক। -
৪৭৩
পিস্টন-সিলিন্ডারের ভেতর আবদ্ধ গ্যাসকে স্বাভাবিক তাপমাত্রা ও চাপে সংকুচিত করে এর আয়তন অর্ধেক করা হলো। যদি তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকে তবে চূড়ান্ত চাপ কত হবে?
- ক 4.12 × 105 N/m2
- খ 8.16 × 105 N/m2
- গ 10.26 × 105 N/m2
- ঘ 2.03 × 105 N/m2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2.03 × 105 N/m2
এখানে, P1 = 1.013 × 105 N/m2 (স্বাভাবিক চাপ), V2 = V12, T স্থির
আমরা জানি, P1V1 = P2V2 (বয়েলের সূত্র)
∴ P2 = P1V1V2 = 2P1 = 2 × 1.013 × 105 = 2.026 × 105 ≈ 2.03 × 105 N/m2
স্থির তাপমাত্রায় আয়তন অর্ধেক করলে চাপ দ্বিগুণ হয়। -
৪৭৪
আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে চাপ, আয়তন ও তাপমাত্রার মধ্যে সম্পর্ক হচ্ছে—
i. PV = RT
ii. PV = nRT
iii. PV = KT
নিচের কোনটি সঠিক?- ক ii ও iii
- খ i ও ii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii
আদর্শ গ্যাস সমীকরণ তিনভাবেই লেখা যায়।
i. PV = RT — এক মোল গ্যাসের জন্য (n = 1), সঠিক।
ii. PV = nRT — n মোল গ্যাসের জন্য সাধারণ রূপ, সঠিক।
iii. PV = KT — নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসে nR একটি ধ্রুবক K, তাই PVT = ধ্রুবক, সঠিক।
এক অণুর জন্য PV = kT, যেখানে k = RNA = 1.38 × 10−23 JK−1 (বোল্টজম্যান ধ্রুবক)। -
৪৭৫
নিম্নলিখিত কোন ক্ষেত্রে একটি গ্যাস আদর্শ গ্যাসের ন্যায় আচরণ করে?
- ক নিম্নচাপ ও উচ্চ তাপমাত্রায়
- খ নিম্নচাপ ও নিম্ন তাপমাত্রায়
- গ উচ্চ চাপ ও নিম্ন তাপমাত্রায়
- ঘ উচ্চ চাপ ও উচ্চ তাপমাত্রায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) নিম্নচাপ ও উচ্চ তাপমাত্রায়
নিম্নচাপ ও উচ্চ তাপমাত্রায় বাস্তব গ্যাস প্রায় আদর্শ গ্যাসের মতো আচরণ করে।
নিম্নচাপে অণুগুলো পরস্পর থেকে অনেক দূরে থাকে, তাই অণুর নিজস্ব আয়তন মোট আয়তনের তুলনায় নগণ্য।
উচ্চ তাপমাত্রায় অণুর গতিশক্তি অনেক বেশি, তাই আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলের প্রভাব নগণ্য।
উচ্চ চাপ ও নিম্ন তাপমাত্রায় গ্যাস আদর্শ আচরণ থেকে সবচেয়ে বেশি বিচ্যুত হয় এবং তরলীভবনের দিকে যায়। -
৪৭৬
100°C তাপমাত্রায় 20g অক্সিজেন একটি 20 cm দৈর্ঘ্যের ঘনককে পূর্ণ করে। এক মোল অক্সিজেনের ভর 32 g; ঘনকের অভ্যন্তরে অক্সিজেনের চাপ কত?
- ক 7800 kPa
- খ 242 kPa
- গ 65 kPa
- ঘ 12 kPa
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 242 kPa
এখানে, m = 20 g, M = 32 gmol, n = 2032 = 0.625 mol, T = 100 + 273 = 373 K, V = (0.2 m)3 = 8 × 10−3 m3, R = 8.31 JK−1mol−1
আমরা জানি, PV = nRT বা P = nRTV
∴ P = 0.625 × 8.31 × 3738 × 10−3 = 2.42 × 105 Pa ≈ 242 kPa -
৪৭৭
স্থির তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের জন্য কোন লেখচিত্রটি প্রযোজ্য? অথবা, কোন লেখচিত্রটি বয়েলের সূত্রের জন্য প্রযোজ্য?
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ)
বয়েলের সূত্র অনুযায়ী স্থির তাপমাত্রায় PV = ধ্রুবক, তাই PV বনাম V লেখচিত্র V-অক্ষের সমান্তরাল একটি সরলরেখা।
PV বনাম V বক্ররেখা (হ্রাসমান) হলে PV ধ্রুবক থাকে না, তাই তা বয়েলের সূত্র নয়।
P বনাম V মূলবিন্দুগামী সরলরেখা মানে P ∝ V, যা বয়েলের সূত্রের বিপরীত।
P বনাম V অনুভূমিক রেখা মানে স্থির চাপ, সেটি চার্লসের সূত্রের শর্ত।
বয়েলের সূত্রের অন্য সঠিক লেখচিত্র: P বনাম V আয়তাকার পরাবৃত্ত, P বনাম 1V মূলবিন্দুগামী সরলরেখা। -
৪৭৮
উপরে নির্দিষ্ট পরিমাণ আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে PV বনাম P লেখচিত্র দেখানো হয়েছে। লেখচিত্রটি কোন সূত্র সমর্থন করে?- ক বয়েলের
- খ চার্লসের
- গ চাপের
- ঘ কেলভিন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বয়েলের
লেখচিত্রে P বদলালেও PV = 200 Nm স্থির, অর্থাৎ PV বনাম P রেখা P-অক্ষের সমান্তরাল।
PV = ধ্রুবক (স্থির তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের জন্য) হলো বয়েলের সূত্র।
চার্লসের সূত্র V ∝ T (স্থির চাপ), চাপের সূত্র P ∝ T (স্থির আয়তন)।
বয়েলের সূত্রে PV বনাম P বা PV বনাম V দুটিই অক্ষের সমান্তরাল সরলরেখা। -
৪৭৯
A ও B বিন্দুতে গ্যাসের আয়তনের অনুপাত—- ক 1:1
- খ 1:2
- গ 1:3
- ঘ 2:1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2:1
এখানে, PV = 200 Nm (স্থির), PA = 1 × 105 Pa, PB = 2 × 105 Pa
আমরা জানি, V = PVP
∴ VA = 2001 × 105 = 2 × 10−3 m3, VB = 2002 × 105 = 1 × 10−3 m3
∴ VA : VB = 2 : 1
স্থির তাপমাত্রায় চাপ দ্বিগুণ হলে আয়তন অর্ধেক হয়। -
৪৮০
তাপমাত্রা স্থির থাকলে আয়তন (V) ও চাপ (P)-এর সম্পর্ক নিচের কোন লেখচিত্র প্রমাণ করে?
i.
ii.
iii.
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii
স্থির তাপমাত্রায় PV = ধ্রুবক (বয়েলের সূত্র); তিনটি লেখচিত্রই এর ভিন্ন রূপ।
i. V বনাম P — আয়তাকার পরাবৃত্ত (V ∝ 1P), সঠিক।
ii. V বনাম 1P — মূলবিন্দুগামী সরলরেখা, সঠিক।
iii. PV বনাম P — P-অক্ষের সমান্তরাল সরলরেখা (PV ধ্রুবক), সঠিক।
তাই i, ii ও iii সবগুলোই সঠিক।
আদর্শ গ্যাস ও গ্যাসের গতিতত্ত্ব নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।