তাপগতিবিদ্যা — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ১ম অধ্যায়। এখানে ৭৪৭টি 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।
৭৪৭ প্রশ্ন
২য় পত্র
অধ্যায় ১
পাতা ১৫/৩৮
-
২৮১
ফারেনহাইট স্কেলের কোন তাপমাত্রা সেলসিয়াস স্কেলের পাঠের দ্বিগুণ হয় ?
- ক 12.31°
- খ 22.15°
- গ 160.00°
- ঘ 288.00°
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 160.00°
F = 2C শর্তে, F = 95C + 32 থেকে 2C = 95C + 32 ⇒ C = 160। (সেলসিয়াস পাঠ 160, যা তালিকার মানের সাথে মেলে)। -
২৮২
একজন রোগীর দেহের তাপমাত্রা একটি ত্রুটিপূর্ণ থার্মোমিটারের সাহায্যে মেপে 45° C পাওয়া গেল। যদি এ থার্মোমিটারের বরফবিন্দু ও বাষ্পবিন্দু যথাক্রমে 3° C এবং 107° C পাওয়া যায়, তাহলে রোগীর দেহের প্রকৃত তাপমাত্রা ফারেনহাইট স্কেলে কত?
- ক 124.69° F
- খ 100.69° F
- গ 104.69° F
- ঘ 102.59° F
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 104.69° F
প্রকৃত তাপমাত্রা = 45-3107-3 × 100 = 40.385° C। ফারেনহাইটে: 40.385× 95 + 32 ≈ 104.69° F। -
২৮৩
ফারেনহাইট স্কেলে মৌলিক ব্যবধানকে কয়ভাগে ভাগ করা হয়েছে?
- ক 32
- খ 100
- গ 180
- ঘ 212
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 180
ফারেনহাইট স্কেলে মৌলিক ব্যবধান (32° F থেকে 212° F) কে 180 ভাগে ভাগ করা হয়েছে। -
২৮৪
5g ভরের একটি সীসার বুলেট কোনো দেয়ালে বাধাপ্রাপ্ত হলে তার তাপমাত্রা 160 K বৃদ্ধি পায়। অন্য কোনোভাবে তাপ নষ্ট না হলে বুলেটের বেগ কত ছিল?
[দেওয়া আছে: সীসার আপেক্ষিক তাপ =125 J kg-1 K-1]- ক 137 m s-1
- খ 141.42 m s-1
- গ 200 m s-1
- ঘ 500 m s-1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 200 m s-1
সম্পূর্ণ গতিশক্তি তাপে রূপান্তরিত: 12mv² = mcΔT ⇒ v = √(2cΔT) = √(2×125×160) = √40000 = 200 m s⁻¹। -
২৮৫
একটি জলপ্রপাত 900 মিটার উঁচু। যদি ধরা হয় পতিত পানির গতিশক্তির অর্ধেক তাপে পরিণত হয়, তাহলে তাপমাত্রা বৃদ্ধি কত?
- ক 0.1° C
- খ 0.53° C
- গ 1° C
- ঘ 1.05° C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1.05° C
গতিশক্তির অর্ধেক তাপে: 12mgh = mcΔT ⇒ ΔT = gh2c = 9.8×9002×4200 ≈ 1.05° C। -
২৮৬
এক কাপ গরম চায়ে একটি ঠাণ্ডা চামচ ডুবানো হলো। কী ঘটে?
- ক চামচের অন্তঃস্থ শক্তি হ্রাস পায়
- খ চায়ের অন্তঃস্থ শক্তি বৃদ্ধি পায়
- গ চামচের অন্তঃস্থ শক্তি বৃদ্ধি পায়
- ঘ চায়ের অন্তঃস্থ শক্তি একই থাকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) চামচের অন্তঃস্থ শক্তি বৃদ্ধি পায়
তাপ গরম চা থেকে ঠান্ডা চামচে প্রবাহিত হয়, তাই চামচের অন্তঃস্থ শক্তি বৃদ্ধি পায় (আর চায়ের হ্রাস পায়)। -
২৮৭
∆Q পরিমাণ তাপশক্তি সরবরাহ করার ফলে যদি কোনো সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন ∆U এবং সিস্টেম কর্তৃক পরিবেশের ওপর বাহ্যিক কৃতকাজের পরিমাণ ∆W হয় তাহলে-
- ক ∆Q = ∆U＋ ∆W
- খ ∆Q = ∆U－ ∆W
- গ ∆Q = ∆W＋ ∆U
- ঘ ∆Q = ∆W＋ ∆U
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ∆Q = ∆U＋ ∆W
তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র: ∆Q = ∆U + ∆W (সরবরাহকৃত তাপ = অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন + কৃতকাজ)। -
২৮৮
10mole গ্যাসের রুদ্ধতাপীয় সংকোচনের সময় 350 J কাজ সম্পাদিত হয়। উক্ত ব্যবস্থায় অন্তঃস্থ শক্তি পরিবর্তনের মান কত হবে?
- ক 50 J
- খ -150 J
- গ 350 J
- ঘ -350 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 350 J
রুদ্ধতাপীয় (Q=0), সংকোচনে গ্যাসের ওপর 350 J কাজ করা হয় (গ্যাস কর্তৃক কৃতকাজ = -350 J)। ∆U = Q - W = 0-(-350) = 350 J। -
২৮৯
গ্যাস কর্তৃক কৃতকাজ সম্পন্ন হলে নিচের কোনটি প্রযোজ্য?
- ক আয়তন বৃদ্ধি পায়
- খ আয়তন হ্রাস পায়
- গ ভর বৃদ্ধি পায়
- ঘ ভর হ্রাস পায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) আয়তন বৃদ্ধি পায়
গ্যাস কর্তৃক কৃতকাজ মানে গ্যাস প্রসারিত হয়ে বাহ্যিক কাজ করে, অর্থাৎ আয়তন বৃদ্ধি পায়। -
২৯০
গ্যাস কর্তৃক কৃতকাজ হলে-
- ক আয়তন বৃদ্ধি পায়
- খ ভর বৃদ্ধি পায়
- গ তাপমাত্রা স্থির থাকে
- ঘ ভর হ্রাস পায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) আয়তন বৃদ্ধি পায়
গ্যাস কর্তৃক কৃতকাজ হলে আয়তন বৃদ্ধি পায়। -
২৯১
সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় স্থির আয়তনে কোন রাশিটি পরিবর্তিত হয়?
- ক চাপ
- খ এনট্রপি
- গ তাপমাত্রা
- ঘ অন্তঃস্থ শক্তি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) চাপ
সমোষ্ণ (স্থির T) প্রক্রিয়ায় আয়তন পরিবর্তনের সাথে সাথে বয়েলের সূত্র অনুযায়ী চাপের পরিবর্তন ঘটে (pV=ধ্রুবক); অন্তঃস্থ শক্তি ও তাপমাত্রা সংজ্ঞানুসারে অপরিবর্তিত থাকে। -
২৯২
একটি সিস্টেমকে তিনটি অবস্থা A (20° C), B (80° C) ও C (80° C)-এর মধ্য দিয়ে নেওয়া হয়। A থেকে B-তে যাওয়ার পথে সিস্টেম কর্তৃক কৃতকাজ dW = 2 J। dQ=5J হলে A থেকে B-তে অন্তগ্রস্থ শক্তির পরিবর্তন কত?
- ক - 3 J
- খ 0 J
- গ 3 J
- ঘ 7 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 3 J
প্রথম সূত্র: dU = dQ - dW = 5 - 2 = 3 J (A থেকে B পথে dQ=5 J তাপ শোষিত ও dW=2 J কাজ সম্পন্ন হয়েছে, উদ্দীপক অনুযায়ী)। -
২৯৩
বায়ু মাধ্যমে সঞ্চালন কোন ধরনের প্রক্রিয়া?
- ক সমোষ্ণ
- খ সমচাপীয়
- গ সমায়তন
- ঘ রুদ্ধতাপীয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সমচাপীয়
খোলা বায়ুমণ্ডলে তাপ সঞ্চালন (পরিচলন) সাধারণত অপরিবর্তিত বায়ুমণ্ডলীয় চাপের বিপরীতে ঘটে, তাই এটি একটি সমচাপ (isobaric) প্রক্রিয়া হিসেবে বিবেচিত হয়। (দ্রষ্টব্য: প্রশ্নটি সংক্ষিপ্ত ও কিছুটা প্রসঙ্গনির্ভর — প্রচলিত ব্যাখ্যা অনুযায়ী উত্তর নির্ণয় করা হলো)। -
২৯৪
T₁ও T2 তাপমাত্রার দুটি বস্তুর অভ্যন্তরীণ শক্তি যথাক্রমে U1 ও U2 যেখানে T₁ >T2 । বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে বস্তুদ্বয় তাপীয় সাম্যাবস্থায় আসলে নিচের কোনটি ঘটে?
- ক U1 বৃদ্ধি U2 হ্রাস
- খ U1 হ্রাস U2 বৃদ্ধি
- গ U1 বৃদ্ধি U2 বৃদ্ধি
- ঘ U1 হ্রাস U2 হ্রাস
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) U1 হ্রাস U2 বৃদ্ধি
T₁ > T₂ হওয়ায় বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে তাপ স্বতঃস্ফূর্তভাবে উষ্ণ বস্তু (T₁) থেকে শীতল বস্তুতে (T₂) প্রবাহিত হয়ে উভয়ে সাম্যাবস্থায় পৌঁছায়। ফলে U₁ হ্রাস পায় এবং U₂ বৃদ্ধি পায়। -
২৯৫
আয়তন অপরিবর্তিত রেখে কোনো গ্যাসে যদি কিছু তাপ প্রয়োগ করা হয়, তাহলে ঐ গ্যাসের ক্ষেত্রে- i. চাপ বৃদ্ধি পায় ii. গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় iii. তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় 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 আয়তনে তাপ প্রয়োগ করলে গে-লুসাক সূত্র (p∝T, V স্থির) অনুযায়ী চাপ বৃদ্ধি পায় (i), গড় গতিশক্তি (∝T) বৃদ্ধি পায় (ii), এবং তাপমাত্রা তো বৃদ্ধি পায়ই (iii) — তিনটি বিবৃতিই সঠিক। -
২৯৬
নিচের কোন লেখটি একটি আদর্শ গ্যাসের রুদ্ধতাপীয় সম্প্রসারণকে প্রকাশ করে-
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক)
রুদ্ধতাপীয় সম্পর্ক Tp1-γγ = ধ্রুবক থেকে ln T = γ-1γ × ln p + ধ্রুবক — অর্থাৎ ln T বনাম ln p লেখচিত্র একটি ধনাত্মক ঢালবিশিষ্ট (যেহেতু γ>1) সরলরেখা। চারটি বিকল্পের মধ্যে যেটিতে এই সরলরেখা দেখানো হয়েছে সেটিই সঠিক। -
২৯৭
পরিবেশের সাথে শক্তি বিনিময় করতে পারে- i. বিচ্ছিন্ন সিস্টেম ii. উন্মুক্ত সিস্টেম iii. বন্ধ সিস্টেম 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: খ) ii ও iii
বিচ্ছিন্ন (isolated) সিস্টেম পরিবেশের সাথে ভর বা শক্তি কোনোটিই বিনিময় করে না (i ভুল); উন্মুক্ত (open) সিস্টেম উভয়ই বিনিময় করতে পারে (ii সঠিক); বন্ধ (closed) সিস্টেম শুধু শক্তি বিনিময় করতে পারে, ভর নয় (iii সঠিক)। তাই সঠিক: ii ও iii। -
২৯৮
নিচের কোন তাপগতীয় প্রক্রিয়ার ক্ষেত্রে dQ-dw হবে?
- ক সমচাপ
- খ সমোষ্ণ
- গ রুদ্ধতাপীয়
- ঘ সমআয়তন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সমোষ্ণ
সমোষ্ণ (isothermal) প্রক্রিয়ায় আদর্শ গ্যাসের তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকায় dU=0। প্রথম সূত্র dQ=dU+dW থেকে তাই dQ=dW। -
২৯৯
নিচের কোন পদ্ধতিতে কাজের পরিমাণ শূন্য?
- ক স্থির আয়তন
- খ স্থির চাপ
- গ সমোষ্ণ
- ঘ রুদ্ধতাপীয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) স্থির আয়তন
স্থির আয়তন (সমআয়তন) প্রক্রিয়ায় dV=0 হওয়ায় কৃতকাজ dW=pdV=0 — এটিই একমাত্র প্রক্রিয়া যেখানে কাজ শূন্য। -
৩০০
সমোষ্ণ প্রসারণের ক্ষেত্রে- i. অভ্যন্তরীণ শক্তি স্থির থাকে ii. ইহা দ্রুত প্রক্রিয়া iii. পাত্রের উপাদান সুপরিবাহী 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: খ) i ও iii
সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির থাকায় আদর্শ গ্যাসের অন্তঃস্থ শক্তিও স্থির থাকে (i সঠিক)। তাপীয় সাম্যাবস্থা বজায় রাখতে এটি অবশ্যই ধীর তথা quasi-static প্রক্রিয়া হতে হবে, দ্রুত নয় (ii ভুল)। আর পরিবেশের সাথে সহজে তাপ বিনিময়ের জন্য পাত্রের উপাদান সুপরিবাহী হওয়া প্রয়োজন (iii সঠিক)। তাই সঠিক: i ও iii।
তাপগতিবিদ্যা নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।