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।
-
৩০১
নিচের কোনটি সঠিক নয়?
- ক সমআয়তন প্রক্রিয়ায় কৃতকাজ শূন্য
- খ রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তন বয়েলের সূত্র মেনে চলে
- গ সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় এনট্রপির পবর্তরিন হয়
- ঘ রুদ্ধতাপীয় লেখ সমোষ্ণ লেখ অপেক্ষা বেশি খাড়া
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তন বয়েলের সূত্র মেনে চলে
রুদ্ধতাপীয় (adiabatic) পরিবর্তন pV=ধ্রুবক (বয়েলের সূত্র) মেনে চলে না — এটি pVγ=ধ্রুবক সম্পর্ক মেনে চলে। তাই এই বিবৃতিটিই ভুল তথা "সঠিক নয়"। -
৩০২
সমআয়তন প্রক্রিয়ার ক্ষেত্রে নিম্নের কোনটি প্রযোজ্য?
- ক বহিস্থ কাজ সম্পাদিত হয়
- খ কৃতকাজ সরবরাহকৃত তাপশক্তির সমান
- গ কৃতকাজ শূন্য
- ঘ অভ্যন্তরীণ শক্তি হ্রাস পায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) কৃতকাজ শূন্য
সমআয়তন (constant volume) প্রক্রিয়ায় dV=0, তাই কৃতকাজ dW=pdV=0। -
৩০৩
40° C তাপমাত্রায় 1 mole CO2 গ্যাসকে ধীরে ধীরে প্রসারিত করে আয়তন দ্বিগুণ করলে সম্পন্ন কৃতকাজ হলো-
- ক 230.4 J
- খ 664.8 J
- গ 1802.9 J
- ঘ 5202.1 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1802.9 J
সমোষ্ণ (আইসোথার্মাল), ধীর প্রসারণে কৃতকাজ W = nRT ln(V₂/V₁) = 1×8.314×313×ln2 ≈ 1802.9 J (T=40° C=313K, আয়তন দ্বিগুণ হওয়ায় V₂/V₁=2)। -
৩০৪
কোনো গ্যাসের দুটি মোলার আপেক্ষিক তাপের অনুপাত একটি ধ্রুবরাশি। এ ধ্রুবরাশিকে যে প্রতীক দ্বারা প্রকাশ করা হয় তা হলো-
- ক λ
- খ γ
- গ R
- ঘ K
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) γ
দুটি মোলার আপেক্ষিক তাপের (Cp ও Cv) অনুপাত (Cp/Cv) কে γ (গামা) প্রতীক দ্বারা প্রকাশ করা হয়। -
৩০৫
কোনো গ্যাসের আপেক্ষিক তাপদ্বয়ের অনুপাত γ = 1.41 হলে গ্যাসটির অণু হবে-
- ক এক-পারমাণবিক
- খ দ্বি-পারমাণবিক
- গ ত্রি-পারমাণবিক
- ঘ বহু-পারমাণবিক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) দ্বি-পারমাণবিক
γ = 1.41 (≈1.4) মান দ্বি-পরমাণুক গ্যাসের (যেমন N₂, O₂, H₂) বৈশিষ্ট্যসূচক। -
৩০৬
যদি Cp / Cv = γ তবে রুদ্ধতাপীয় এবং সমতাপীয় p-V লেখচিত্রের ছেদবিন্দুতে ঢালদ্বয়ের অনুপাত-
- ক 1γ
- খ γ
- গ γ-1
- ঘ γ+1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) γ
রুদ্ধতাপীয় ও সমোষ্ণ p-V লেখচিত্র একই বিন্দুতে ছেদ করলে, সেই বিন্দুতে ঢালদ্বয়ের অনুপাত (রুদ্ধতাপীয়/সমোষ্ণ) ঠিক γ-এর সমান — কারণ রুদ্ধতাপীয় রেখা সমোষ্ণ রেখা অপেক্ষা γ গুণ খাড়া। -
৩০৭
Cp/Cv = 1.67 হলে, গ্যাসটির অণু কত পারমাণবিক হবে? (দ্রষ্টব্য: মূল বইয়ে "Cp/Cv" প্রতীকটি হারিয়ে গিয়েছিল)
- ক এক
- খ দ্বি
- গ ত্রি
- ঘ বহু
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) এক
(দ্রষ্টব্য: প্রশ্নে সম্ভবত "Cp/Cv" প্রতীকটি হারিয়ে গেছে, প্রসঙ্গ অনুযায়ী ধরে নেওয়া হলো "Cp/Cv = 1.67") γ ≈ 1.67 (=5/3) মান এক-পরমাণুক (monatomic) গ্যাসের বৈশিষ্ট্যসূচক (যেমন He, Ne, Ar)। -
৩০৮
স্বাভাবিক তাপমাত্রা ও চাপে 1 mole আদর্শ গ্যাসের তাপমাত্রা 1 K বাড়ালে যে কাজ সম্পন্ন হয় তা হলো-
- ক 8.314 J
- খ 4200 J
- গ 3.36 J
- ঘ 4.2 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 8.314 J
স্বাভাবিক (স্থির) চাপে 1 mole আদর্শ গ্যাসের তাপমাত্রা 1 K বাড়ালে কৃতকাজ W = nRΔT = 1×8.314×1 = 8.314 J। -
৩০৯
Cp ও Cv দ্বি-পরমাণু গ্যাসের ক্ষেত্রে এর অনুপাত কত?
- ক 1.67
- খ 1.53
- গ 1.41
- ঘ 1.33
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1.41
দ্বি-পরমাণুক গ্যাসের ক্ষেত্রে স্বাধীনতার মাত্রা f=5 ধরে γ = 1+2f = 1+25 = 1.4 (≈1.41), যা Cp/Cv-এর প্রচলিত মান। -
৩১০
নাইট্রোজেন গ্যাসের ক্ষেত্রে γ এর মান কত?
- ক 1.67
- খ 1.4
- গ 1.33
- ঘ 1.28
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1.4
নাইট্রোজেন (N₂) দ্বি-পরমাণুক গ্যাস, γ ≈ 1.4। -
৩১১
ওজোন গ্যাসের জন্য γ এর মান কত?
- ক 1.03
- খ 1.33
- গ 1.4
- ঘ 1.28
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1.33
ওজোন (O₃) একটি ত্রি-পরমাণুক (অরৈখিক) গ্যাস অণু, যার γ ≈ 1.33। -
৩১২
আর্গন গ্যাসের ক্ষেত্রে γ= 53 হলে স্থির আয়তনে মোলার আপেক্ষিক তাপ কত?
- ক 72 R
- খ 52 R
- গ 32 R
- ঘ R
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 32 R
আর্গন (Ar) এক-পরমাণুক গ্যাস, γ= 53। স্থির আয়তনে মোলার আপেক্ষিক তাপ Cv = Rγ-1 = R2/3 = 32R। -
৩১৩
CO2গ্যাসের জন্য γ এর মান কত?
- ক 1.33
- খ 1.40
- গ 1.67
- ঘ 1.69
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1.40
CO₂ একটি রৈখিক ত্রি-পরমাণুক গ্যাস (স্বাধীনতার মাত্রা f=5), γ = 1+ 2f = 1+ 25 = 1.4। -
৩১৪
নিয়ন গ্যাসের γ এর মান কত?
- ক 1.33
- খ 1.40
- গ 1.50
- ঘ 1.67
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1.67
নিয়ন (Ne) একটি এক-পরমাণুক (noble) গ্যাস, γ ≈ 1.67। (দ্রষ্টব্য: মূল বইয়ে ঘ-অপশনের মান কাটা পড়ে শুধু "1." দেখাচ্ছিল — প্রসঙ্গ অনুযায়ী "1.67" ধরে নেওয়া হলো)। -
৩১৫
দুটি বস্তুর ঘর্ষণের ফলে তাপ উৎপন্ন হয়, এটি কোন ধরনের প্রক্রিয়া?
- ক প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া
- খ অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া
- গ রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া
- ঘ সমোষ্ণ প্রক্রিয়া
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া
দুই বস্তুর ঘর্ষণে উৎপন্ন তাপ পুনরায় সংগ্রহ করে যান্ত্রিক কাজে রূপান্তর করা যায় না — এটি একটি অপ্রত্যাবর্তী (irreversible) প্রক্রিয়া। -
৩১৬
27° C তাপমাত্রায় একটি গ্যাসের আয়তন রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় সঙ্কুচিত করে 14 হলো। যদি γ= 1.4 হয় তাহলে নতুন তাপমাত্রা হবে-
- ক 300×(2)0.4 K
- খ 300×(4)1.4 K
- গ 300×(4)0.4 K
- ঘ 300×(2)1.4 K
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 300×(4)0.4 K
রুদ্ধতাপীয় সংকোচনে (γ=1.4) T₁=300K। TVγ⁻¹=ধ্রুবক থেকে T₂ = T₁×(V₁/V₂)^(γ-1) = 300×(4)^0.4 K (যেহেতু আয়তন 1/4 হয়েছে)। -
৩১৭
রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তনের ক্ষেত্রে কোনটি সঠিক? i. pVγ = ধ্রুবক ii. TVγ = ধ্রুবক iii. Tp1-γγ = ধ্রুবক 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
রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তনে সঠিক সম্পর্কগুলো: pVγ=ধ্রুবক (i সঠিক) এবং Tp^((1-γ)/γ)=ধ্রুবক (iii সঠিক); কিন্তু TVγ=ধ্রুবক (ii) ভুল — সঠিক রূপ TV^(γ-1)=ধ্রুবক। তাই: i ও iii। -
৩১৮
নির্দিষ্ট পরিমাণ গ্যাসের জন্য p-V লেখচিত্রে A বিন্দু থেকে দুটি রেখা AB (সমোষ্ণ) ও AC (রুদ্ধতাপীয়) দেখানো হলো।
AB লেখচিত্রের ক্ষেত্রে চাপ ও আয়তনের মধ্যকার সম্পর্ক হলো-- ক PVγ-1 = ধ্রুব
- খ pV = ধ্রুবক
- গ PV-1 = ধ্রুবক
- ঘ PVγ = ধ্রুবক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) pV = ধ্রুবক
AB লেখ কম খাড়া (সমোষ্ণ) — সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় pV=ধ্রুবক (বয়েলের সূত্র)। -
৩১৯
রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তনে নিচের কোন সম্পর্কটি সত্য?
- ক TVγ = C
- খ Tγ-1 = C
- গ TVγ-1 = C
- ঘ TγV = C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) TVγ-1 = C
রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তনের সঠিক সম্পর্ক: TV^(γ-1) = ধ্রুবক (pVγ=ধ্রুবক এবং pV=nRT থেকে সরাসরি প্রতিপাদিত)। -
৩২০
16°C তাপমাত্রার কোনো নির্দিষ্ট পরিমাণ শুষ্ক বায়ু হঠাৎ প্রসারিত হয়ে দ্বিগুণ আয়তন লাভ করে। চূড়ান্ত তাপমাত্র কত?
[দেওয়া আছে: γ= 1.4]- ক 229 K
- খ -53.38° C
- গ -53.98° C
- ঘ 204.35 K
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) -53.98° C
হঠাৎ (রুদ্ধতাপীয়) প্রসারণ, γ=1.4 (বায়ু) ধরে, T₁=289K। T₂=T₁×(V₁/V₂)^(γ-1)=289×(0.5)^0.4≈219K≈-53.98° C।
তাপগতিবিদ্যা নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।