পদার্থের গাঠনিক ধর্ম — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্রের ৭ম অধ্যায়। এখানে ৬৮৮টি 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।
-
৪৪১
ব্লটিং পেপার কোন ধর্মের জন্য পানি শুষে নেয়?
- ক সান্দ্রতার ক্রিয়ায়
- খ পৃষ্ঠশক্তির ক্রিয়ায়
- গ পৃষ্ঠটানের ক্রিয়ায়
- ঘ কৈশিক ক্রিয়ায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কৈশিক ক্রিয়ায়
ব্লটিং পেপারের অসংখ্য সূক্ষ্ম ছিদ্র কৈশিক নলের মতো কাজ করে, কৈশিক ক্রিয়ায় পানি এতে উঠে যায়।
সরু নলে তরলের উপরে ওঠা বা নিচে নামাই কৈশিক ক্রিয়া; এর মূল কারণ পৃষ্ঠটান ও আসঞ্জন বল।
কৈশিক উত্থান h = 2T cosθrρg; নল যত সরু (r ছোট), উত্থান তত বেশি।
একই কারণে প্রদীপের সলতেতে তেল ওঠে, তোয়ালে পানি শোষে, মাটির নিচ থেকে গাছে পানি ওঠে। -
৪৪২
তরলের পৃষ্ঠটানের ওপর নিচের কোনটির প্রভাব নেই?
- ক তাপমাত্রা
- খ চাপ
- গ দূষিতকরণ
- ঘ দ্রবীভূত বস্তুর উপস্থিতি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) চাপ
পৃষ্ঠটান তাপমাত্রা, দূষণ ও দ্রবীভূত পদার্থের ওপর নির্ভর করে; সাধারণ চাপের প্রভাব ধর্তব্য নয়। -
৪৪৩
স্থিতিস্থাপকতা সম্পর্কে নিম্নের কোন উক্তিটি সত্য নয়?
- ক স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক = পীড়ন/বিকৃতি
- খ স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক = বিকৃতি/পীড়ন
- গ অসহ পীড়ন = অসহ ভারক্ষেত্রফল
- ঘ স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্কের একক N m-2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক = বিকৃতি/পীড়ন
স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক = পীড়নবিকৃতি, উল্টোটা নয়; তাই (খ) সত্য নয়।
বিকৃতি মাত্রাহীন, তাই গুণাঙ্কের একক পীড়নের এককই, N m−2 বা Pa, মাত্রা ML−1T−2।
অসহ পীড়ন = অসহ ভার/প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল; এটি পদার্থের ধর্ম, তারের দৈর্ঘ্য বা ক্ষেত্রফলের উপর নির্ভর করে না।
বিকৃতি/পীড়ন রাশিটি অনুবর্তিতা (compliance), যা গুণাঙ্কের বিপরীত। -
৪৪৪
একটি স্টিলের তারের তাপমাত্রা বাড়ালে ইয়ং-এর গুণাঙ্ক
- ক হ্রাস পাবে
- খ প্রথমে বৃদ্ধি পেয়ে পরে কমবে
- গ বৃদ্ধি পাবে
- ঘ একই থাকবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) হ্রাস পাবে
তাপমাত্রা বাড়লে আন্তঃআণবিক বল দুর্বল হয়, একই পীড়নে বিকৃতি বাড়ে — ফলে ইয়ং-এর গুণাঙ্ক হ্রাস পায়। -
৪৪৫
4m দৈর্ঘ্য এবং 0.5 mm ব্যাসের একটি স্টিলের তারের ওপর 5 kg ভর প্রয়োগ করলে দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি হবে (Y = 2×1011 N m−2)
- ক 4.9×10-4 m
- খ 4.9×10-6 m
- গ 4.9×10-5 m
- ঘ 4.9×10-3 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 4.9×10-3 m
এখানে, L = 4 m, r = 0.25 mm = 0.25 × 10−3 m, F = mg = 5 × 9.8 = 49 N, Y = 2 × 1011 N m−2
A = πr2 = π × (0.25 × 10−3)2 = 1.96 × 10−7 m2
Δl = FLAY = 49 × 41.96 × 10−7 × 2 × 1011 = 1963.93 × 104 ≈ 4.99 × 10−3 m ≈ 4.9 × 10−3 m
শর্টকাট: অপশনগুলো শুধু 10-এর ঘাতে আলাদা, তাই মাত্রা আন্দাজ করলেই হয়: 1964 × 104 ≈ 5 × 10−3 m। -
৪৪৬
একটি বস্তুর পয়সনের (Poisson) অনুপাতের সীমা —
- ক 0 থেকে −12
- খ 0 থেকে 1
- গ −1 থেকে +12
- ঘ −12 থেকে +12
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) −1 থেকে +12
পয়সনের অনুপাত σ = পার্শ্ব বিকৃতি/দৈর্ঘ্য বিকৃতি — এটি একক ও মাত্রাহীন সংখ্যা।
তাত্ত্বিক সীমা −1 থেকে +12 (Y, K, η ধনাত্মক থাকার শর্ত থেকে); বাস্তবে সাধারণ পদার্থের জন্য 0 থেকে 12।
সম্পর্ক: Y = 3K(1 − 2σ) = 2η(1 + σ); রাবারের σ ≈ 0.5, কর্কের σ ≈ 0, ইস্পাতের σ ≈ 0.3। -
৪৪৭
পয়সন অনুপাতের সর্বোচ্চ মান হলো-
- ক 12
- খ −12
- গ 1
- ঘ −1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 12
পয়সনের অনুপাত σ = পার্শ্ব বিকৃতি/দৈর্ঘ্য বিকৃতি, মাত্রাহীন।
Y = 3K(1 − 2σ) থেকে K ধনাত্মক হতে হলে σ < 12, Y = 2η(1 + σ) থেকে σ > −1; তাই সর্বোচ্চ মান 12 (অসংকোচনীয় পদার্থ, যেমন রাবার ≈ 0.5)।
সাধারণ পদার্থের জন্য 0 < σ < 0.5; ইস্পাত ≈ 0.3, কাচ ≈ 0.2–0.25। -
৪৪৮
কোন ধর্মের কারণে পানির ফোঁটা গোলাকৃতি হয়?
- ক স্থিতিস্থাপকতা
- খ সান্দ্রতা
- গ পৃষ্ঠটান
- ঘ কৌশিকতা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) পৃষ্ঠটান
পৃষ্ঠটানের কারণে তরলের মুক্ত পৃষ্ঠ সর্বদা ক্ষেত্রফল ন্যূনতম করতে চায়; নির্দিষ্ট আয়তনে গোলকের পৃষ্ঠক্ষেত্রফল সবচেয়ে কম, তাই পানির ফোঁটা গোলাকার হয়।
পৃষ্ঠটান T = FL, একক Nm−1 বা Jm−2, মাত্রা MT−2; পৃষ্ঠশক্তি = T × ক্ষেত্রফল।
তাপমাত্রা বাড়লে পৃষ্ঠটান কমে, সাবান/ডিটারজেন্ট মেশালে কমে, লবণ মেশালে বাড়ে।
সান্দ্রতা তরলের স্তরের আপেক্ষিক গতিতে বাধা দেয়, কৌশিকতা সরু নলে তরলের উত্থান-পতন ঘটায়। -
৪৪৯
একটি তারের ব্যাসার্ধ বৃদ্ধি করা হলে তারটির উপাদানের ইয়ং এর গুণাংক ____
- ক বৃদ্ধি পাবে
- খ হ্রাস পাবে
- গ অপরিবর্তিত থাকবে
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) অপরিবর্তিত থাকবে
ইয়ং এর গুণাঙ্ক Y = FAΔLL = FLAΔL পদার্থের নিজস্ব ধর্ম; তারের দৈর্ঘ্য, ব্যাসার্ধ বা প্রয়োগকৃত বলের উপর নির্ভর করে না, উপাদান ও তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।
ব্যাসার্ধ বাড়ালে A = πr2 বাড়ে, একই বলে প্রলম্বন ΔL কমে, কিন্তু Y অপরিবর্তিত থাকে।
Y এর একক Nm−2 বা Pa, মাত্রা ML−1T−2; ইস্পাতের Y ≈ 2 × 1011 Nm−2। -
৪৫০
পয়সনের অনুপাতের মান কোনটি?
- ক 1 হতে 2 এর মধ্যে
- খ −1 হতে +1 এর মধ্যে
- গ −1 হতে 12 এর মধ্যে
- ঘ −12 হতে 1 এর মধ্যে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) −1 হতে 12 এর মধ্যে
পয়সনের অনুপাত σ = পার্শ্ব বিকৃতি/দৈর্ঘ্য বিকৃতি — এককহীন, মাত্রাহীন।
তাত্ত্বিক সীমা: −1 < σ < 12 (স্থিতিস্থাপক শক্তি ধনাত্মক থাকার শর্ত থেকে)।
বাস্তব পদার্থে σ ধনাত্মক, 0 হতে 0.5 এর মধ্যে; ইস্পাত ≈ 0.3, রবার ≈ 0.5, কর্ক ≈ 0।
সম্পর্ক: Y = 2η(1 + σ) = 3K(1 − 2σ); σ = 0.5 হলে আয়তন অপরিবর্তিত থাকে (K = ∞)। -
৪৫১
একই পদার্থের বিভিন্ন অণুর মধ্যে পারস্পরিক বলকে-
- ক আসঞ্জন বল
- খ সংসক্তি বল
- গ পৃষ্ঠটান
- ঘ পৃষ্ঠ শক্তি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সংসক্তি বল
সংসক্তি বল (cohesive force): একই পদার্থের অণুগুলোর মধ্যে পারস্পরিক আকর্ষণ বল — যেমন পানির অণু-অণুর মধ্যে; এর জন্যই তরলের ফোঁটা গোলাকার হয়।
আসঞ্জন বল (adhesive force): ভিন্ন পদার্থের অণুর মধ্যে আকর্ষণ — যেমন পানি ও কাচের মধ্যে; এজন্য কাচে পানি লেগে থাকে।
আসঞ্জন > সংসক্তি হলে তরল পাত্র ভেজায়, অবতল মেনিস্কাস (পানি-কাচ); সংসক্তি > আসঞ্জন হলে ভেজায় না, উত্তল মেনিস্কাস (পারদ-কাচ)।
পৃষ্ঠটান তরল পৃষ্ঠের একক দৈর্ঘ্যে ক্রিয়াশীল বল (N m−1), যা সংসক্তি বলের ফল। -
৪৫২
একটি বস্তুর দৈর্ঘ্য বিকৃতি 15×10−5 এবং দৈর্ঘ্য পীড়ন 30×106 Nm−2। বস্তুটির ইয়ং এর গুণাঙ্ক-
- ক 3×106 Nm−2
- খ 15×1011 Nm−2
- গ 1.5×105 Nm−2
- ঘ 2×1011 Nm−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2×1011 Nm−2
এখানে, দৈর্ঘ্য পীড়ন = 30 × 106 Nm−2, দৈর্ঘ্য বিকৃতি = 15 × 10−5
Y = পীড়ন/বিকৃতি = 30 × 10615 × 10−5 = 2 × 1011 Nm−2 -
৪৫৩
পরমশূন্য তাপমাত্রায় তরলের পৃষ্ঠটান ও পৃষ্ঠশক্তির মধ্যে সম্পর্ক -
- ক E = T2
- খ E = −T
- গ E = T
- ঘ E = −T2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) E = T
পৃষ্ঠশক্তি E (একক ক্ষেত্রফলের মুক্ত পৃষ্ঠের মোট শক্তি) ও পৃষ্ঠটান T-এর সম্পর্ক: E = T − θ(dTdθ), θ = পরম তাপমাত্রা।
তাপমাত্রা বাড়লে পৃষ্ঠটান কমে, তাই dTdθ ঋণাত্মক এবং সাধারণ তাপমাত্রায় E > T।
পরমশূন্য তাপমাত্রায় (θ = 0) দ্বিতীয় পদ শূন্য হয়, তাই E = T — পৃষ্ঠশক্তি ও পৃষ্ঠটান সংখ্যাগতভাবে সমান।
পৃষ্ঠটানের একক Nm−1 = Jm−2, মাত্রা MT−2; সমতাপীয় প্রক্রিয়ায় ক্ষেত্রফল বাড়াতে কৃত কাজ W = TΔA। -
৪৫৪
তাপমাত্রা বাড়ালে তরলের পৃষ্ঠটান -
- ক কমবে
- খ বাড়বে
- গ অপরিবর্তিত থাকবে
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) কমবে
তাপমাত্রা বাড়লে তরলের অণুগুলোর গতিশক্তি বাড়ে, আন্তঃআণবিক আকর্ষণ কার্যকরভাবে কমে, ফলে পৃষ্ঠটান কমে।
সংকট তাপমাত্রায় (critical temperature) তরল ও বাষ্পের পার্থক্য থাকে না, তখন পৃষ্ঠটান শূন্য হয়।
পৃষ্ঠটান T = FL, একক Nm−1, মাত্রা MT−2; পানির T ≈ 0.072 Nm−1 (20°C-এ)।
দূষণ/সাবান/ডিটারজেন্ট মেশালে পৃষ্ঠটান কমে, লবণ মেশালে সামান্য বাড়ে। -
৪৫৫
তরল পদার্থ তার আকৃতি পরিবর্তন করতে পারে কিন্তু কঠিন পদার্থ পারে না কারণ -
- ক তরল পদার্থের ঘনত্ব কঠিন পদার্থের ঘনত্বের চেয়ে কম
- খ অনুগুলোর মধ্যবর্তী বল তরল পদার্থের চেয়ে কঠিন পদার্থের শক্তিশালী
- গ কঠিন পদার্থে পরমাণুসমূহ মিলিত হয়ে বৃহৎ অণু তৈরি হয়
- ঘ কঠিন পদার্থের অনুগুলোর মধ্যবর্তী গড় দূরত্ব বৃহত্তর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অনুগুলোর মধ্যবর্তী বল তরল পদার্থের চেয়ে কঠিন পদার্থের শক্তিশালী
কঠিন পদার্থে আন্তঃআণবিক দূরত্ব খুব কম, তাই আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল অনেক বেশি — অণুগুলো নির্দিষ্ট স্থানে (কেলাস জালিকায়) আবদ্ধ থেকে শুধু কম্পন করে, তাই আকার ও আয়তন দুটোই নির্দিষ্ট।
তরলে আন্তঃআণবিক বল তুলনামূলক দুর্বল, অণুগুলো পরস্পরের উপর দিয়ে গড়িয়ে যেতে পারে — তাই নির্দিষ্ট আয়তন থাকলেও আকৃতি পাত্রের আকার নেয়।
কঠিনের ঘনত্ব সাধারণত তরলের চেয়ে বেশি এবং অণুর গড় দূরত্ব কম (বরফ-পানি ব্যতিক্রম); ঘনত্ব আকৃতি ধরে রাখার কারণ নয়।
কঠিন পদার্থে কৃন্তন পীড়ন সহ্য করার ক্ষমতা (দৃঢ়তার গুণাঙ্ক) আছে, তরলের নেই। -
৪৫৬
স্প্রিংকে প্রসারিত করলে এর মধ্যে কোন ধরনের শক্তি সঞ্চিত হয়?
- ক তাপশক্তি
- খ গতিশক্তি
- গ বিভবশক্তি
- ঘ রাসায়নিক শক্তি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বিভবশক্তি
স্প্রিং প্রসারিত বা সংকুচিত করলে এর মধ্যে স্থিতিস্থাপক বিভবশক্তি সঞ্চিত হয়।
কৃতকাজ W = (12)kx2, যেখানে k স্প্রিং ধ্রুবক ও x সরণ; এই কাজই বিভবশক্তি রূপে জমা থাকে।
ছেড়ে দিলে এই বিভবশক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
তারের ক্ষেত্রে সঞ্চিত বিভবশক্তি W = (12)Fl = (12)YAl2L। -
৪৫৭
সমুদ্রপৃষ্ঠে বায়ুর স্বাভাবিক চাপ—
- ক 7.6 সেমি
- খ 76 সেমি
- গ 760 সেমি
- ঘ 72 সেমি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 76 সেমি
সমুদ্রপৃষ্ঠে 0°C তাপমাত্রায় বায়ুর স্বাভাবিক চাপ = 76 cm বা 760 mm পারদস্তম্ভের চাপ।
P = hρg = 0.76 × 13600 × 9.8 = 1.013 × 105 Pa = 1 atm = 1.013 bar
পারদ ব্যারোমিটার দিয়ে এই চাপ মাপা হয়; উচ্চতা বাড়লে বায়ুচাপ কমে। -
৪৫৮
আয়তন গুণাঙ্কের মাত্রা কোনটি?
- ক ML−1T−2
- খ ML−1T−1
- গ ML−1T−2
- ঘ MLT−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ML−1T−2
আয়তন গুণাঙ্ক B = আয়তন পীড়ন/আয়তন বিকৃতি = −ΔPΔVV; আয়তন বিকৃতি মাত্রাহীন, তাই B-এর মাত্রা চাপের মাত্রা ML−1T−2।
একক N m−2 বা Pa; ইয়ং গুণাঙ্ক Y ও দৃঢ়তার গুণাঙ্ক η-এরও একই একক ও মাত্রা।
B-এর বিপরীত রাশি সংনম্যতা (compressibility), একক N−1 m2।
সান্দ্রতা সহগের মাত্রা ML−1T−1, বলের মাত্রা MLT−2। -
৪৫৯
তরল ও কঠিন পদার্থের মধ্যকার স্পর্শকোণের মান কত হলে তরল পদার্থ কঠিন পদার্থকে ভেজাবে না?
- ক 120°
- খ 0°
- গ 40°
- ঘ 60°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 120°
স্পর্শকোণ 90°-এর বেশি হলে তরল ভেজায় না — এখানে কেবল 120° স্থূলকোণ। -
৪৬০
তরলের পৃষ্ঠটানের প্রভাব নেই কোনটির?
- ক অণুজের দু'পাশের উপস্থিতি
- খ পাত্রের আয়তন
- গ পাত্রের ভর
- ঘ পাত্রের আকৃতি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) পাত্রের আয়তন
পৃষ্ঠটান তরলের নিজস্ব ধর্ম, তাই পাত্রের আয়তনের উপর এর কোনো প্রভাব নেই।
পৃষ্ঠটান T = Fl, একক N m−1 (বা J m−2), মাত্রা MT−2; এটি তরল পৃষ্ঠের একক দৈর্ঘ্যে লম্বভাবে ক্রিয়াশীল বল।
পৃষ্ঠটান নির্ভর করে তরলের প্রকৃতি, তাপমাত্রা, ভেজাল/দ্রবীভূত পদার্থ ও পৃষ্ঠের দু'পাশের মাধ্যমের উপর; পাত্রের ভর, আয়তন বা আকৃতির উপর নয়।
তাপমাত্রা বাড়লে পৃষ্ঠটান কমে, ক্রান্তি তাপমাত্রায় শূন্য হয়; লবণ দ্রবীভূত করলে বাড়ে, সাবান/ডিটারজেন্টে কমে।
কৈশিক উত্থান h = 2T cosθrρg, পৃষ্ঠশক্তি = পৃষ্ঠটান × ক্ষেত্রফল।
পদার্থের গাঠনিক ধর্ম নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।