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 ১৭/৩৮
-
৩২১
কোনো গ্যাসের γ=32 । উক্ত গ্যাসের জন্য কোনটি সঠিক?
- ক Cp = 3R
- খ Cp = 5R
- গ Cv = 3R
- ঘ Cv = 5R
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) Cp = 3R
γ= 32 হলে Cv = Rγ-1 = R1/2 = 2R, এবং Cp = γCv = 32×2R = 3R। তাই Cp=3R সঠিক। -
৩২২
γ=52এর বেলায় নিচের কোনটি সঠিক?
- ক Cv = 32 R
- খ Cv = 2R
- গ Cv = 52 R
- ঘ Cp = 53
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) Cv = 32 R
(দ্রষ্টব্য: γ= 52 দিয়ে Cv কোনো অপশনের সাথে মেলে না; γ= 53 (একপরমাণুক গ্যাসের প্রচলিত মান) ধরলে হিসাব ঠিক মিলে যায় — সম্ভবত বইয়ে হর ভগ্নাংশে মুদ্রণ-ত্রুটি) γ= 53 ধরে, Cv = Rγ-1 = R2/3 = 32R। -
৩২৩
একটি আবর্তনশীল চক্রে গ্যাসের অন্তঃস্থ শক্তি-
- ক বৃদ্ধি পায়
- খ হ্রাস পায়
- গ ধ্রুবক
- ঘ শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ধ্রুবক
পূর্ণ চক্র শেষে সিস্টেম তার প্রারম্ভিক অবস্থায় ফিরে আসে বলে প্রতি চক্রান্তে গ্যাসের অন্তঃস্থ শক্তি একই মানে (ধ্রুবক) ফিরে আসে, নিট পরিবর্তন শূন্য। -
৩২৪
একটি পদার্থ থেকে অন্য পদার্থে তাপের প্রবাহ নির্ভর করে-
- ক পদার্থের প্রকৃতির ওপর
- খ তাপমাত্রার পার্থক্যের ওপর
- গ বায়ুমণ্ডলের তাপমাত্রার ওপর
- ঘ ওপরের কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) তাপমাত্রার পার্থক্যের ওপর
তাপের প্রবাহ দুই বিন্দুর মধ্যকার তাপমাত্রার পার্থক্যের ওপর নির্ভর করে (তাপ সর্বদা উচ্চ থেকে নিম্ন তাপমাত্রার দিকে প্রবাহিত হয়)। -
৩২৫
127° C তাপমাত্রায় কোনো নির্দিষ্ট পরিমাণ গ্যাস হঠাৎ সঙ্কুচিত হয়ে 13 আয়তন লাভ করে। তাপমাত্রা পরিবর্তন কত?
[দেওয়া আছে: γ = 1.4]- ক 620.74° C
- খ 347.74° C
- গ 220.74° C
- ঘ 127° C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 220.74° C
হঠাৎ (রুদ্ধতাপীয়) সংকোচন, γ=1.4 ধরে T₁=400K, আয়তন 1/3 (তিনগুণ সংকুচিত): T₂=T₁×3^0.4≈620.8K। তাপমাত্রার পরিবর্তন = T₂-T₁ ≈ 220.74° C (বা K, যেহেতু ব্যবধান উভয় স্কেলে সমান)। -
৩২৬
একটি মোটর গাড়ির টায়ার 27° C তাপমাত্রা ও 2 বায়ুমণ্ডলীয় চাপে আছে। যদি টায়ারটি হঠাৎ ফেটে যায় তবে চূড়ান্ত তাপমাত্রা নির্ণয় করো।
- ক 27° C
- খ 300° C
- গ 1°C
- ঘ - 26.9° C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) - 26.9° C
হঠাৎ ফেটে যাওয়া (রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ), γ=1.4, T₁=300K, p₁=2atm→p₂=1atm। Tp^((1-γ)/γ)=ধ্রুবক থেকে T₂=T₁×(p₂/p₁)^((γ-1)/γ)=300×(0.5)^0.2857≈246.1K≈-26.9° C। -
৩২৭
রুদ্ধতাপীয় পদ্ধতিতে চাপ এবং আয়তন এর মধ্যে সম্পর্ক হলো-
- ক pV = constant
- খ pVγ = constant
- গ VPγ = constant
- ঘ (ক) (pV)γ = constant
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) pVγ = constant
রুদ্ধতাপীয় পদ্ধতিতে চাপ ও আয়তনের সম্পর্ক pVγ=ধ্রুবক। -
৩২৮
রুদ্ধতাপে বায়ুমণ্ডলীয় চাপে রাখা গ্যাসকে প্রসারিত করে দ্বিগুণ করা হলে যে চূড়ান্ত চাপ হয়, সমোষ্ণ প্রক্রিয়া সেই একই চাপ পেতে গ্যাসকে কতগুণ প্রসারিত করতে হবে?
- ক 1.4
- খ 2.6
- গ 5.2
- ঘ 7.8
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2.6
রুদ্ধতাপীয়ভাবে দ্বিগুণ প্রসারণে p₂=p₁×(0.5)^1.4≈0.379p₁। সমোষ্ণভাবে একই p₂ পেতে p₁V₁=p₂V₂′ থেকে V₂′=V₁/0.379≈2.6V₁ — অর্থাৎ প্রায় 2.6 গুণ প্রসারণ প্রয়োজন। -
৩২৯
একটি ফুটবলের অভ্যন্তরে বায়ুর আয়তন 20 লিটার এবং চাপ 2 atm। বলটি হঠাৎ ফেটে গেলো। এর ফলে ফুটবলস্থিত বায়ুর তাপমাত্রা ও আয়তন যথাক্রমে-
- ক কমবে এবং বাড়বে
- খ বাড়বে এবং কমবে
- গ কমবে এবং কমবে
- ঘ বাড়বে এবং বাড়বে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) কমবে এবং বাড়বে
ফুটবল ফেটে গেলে ভেতরের বায়ু হঠাৎ (রুদ্ধতাপীয়ভাবে) কম চাপে প্রসারিত হয় — প্রসারণে আয়তন বাড়ে এবং তাপমাত্রা কমে। -
৩৩০
25°C তাপমাত্রায় ও বায়ুমণ্ডলীয় চাপে আবদ্ধ শুষ্ক বায়ুকে হঠাৎ সংনমিত করে অর্ধেক করা হলে তাপমাত্রা কত হবে?
- ক 120.18° C
- খ 140.18° C
- গ 12.018° C
- ঘ 1.2018° C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 120.18° C
হঠাৎ (রুদ্ধতাপীয়) সংকোচন, আয়তন অর্ধেক, γ=1.4, T₁=298K: T₂=T₁×2^0.4≈393.2K≈120.18° C। -
৩৩১
রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তনের ক্ষেত্রে-
- ক PVγ = ধ্রুবক
- খ TVγ = ধ্রুবক
- গ TPγ
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) PVγ = ধ্রুবক
রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তনে সঠিক সম্পর্ক pVγ = ধ্রুবক। -
৩৩২
তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের গাণিতিক রূপ-
- ক dQ = Tds
- খ dQ = dsT
- গ W = JH
- ঘ dQ = dU+dW
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) dQ = Tds
তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের গাণিতিক রূপ (প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায়): dQ = TdS। -
৩৩৩
তাপগতিবিদ্যার ১ম ও ২য় সূত্রের সমন্বিত রূপ-
- ক dU=Tds + pdV
- খ dU = TdS + pdV
- গ dU = VdP + TdS
- ঘ dU = vdP + TdS
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) dU = TdS + pdV
প্রথম ও দ্বিতীয় সূত্রের সমন্বিত রূপ: dU = TdS + pdV (এনট্রপি ও চাপ-আয়তনের মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন প্রকাশ করে)। -
৩৩৪
রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তনের সময় আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে চাপ ও তাপমাত্রার সম্পর্ক হলো-
- ক Tp 1-γγ = ধ্রুবক
- খ pT 1-γγ = ধ্রুবক
- গ Tp γ1-γ = ধ্রুবক
- ঘ pT γ1-γ = ধ্রুবক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) Tp 1-γγ = ধ্রুবক
রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তনে চাপ-তাপমাত্রার সম্পর্ক: Tp^((1-γ)/γ) = ধ্রুবক (TVγ⁻¹=ধ্রুবক ও pV=nRT থেকে প্রতিপাদিত)। -
৩৩৫
সমোষ্ণ ও রুদ্ধতাপীয় ঢালের অনুপাত হচ্ছে-
- ক 1γ
- খ γ
- গ 1
- ঘ 2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 1γ
রুদ্ধতাপীয় রেখা সমোষ্ণ রেখা অপেক্ষা γ গুণ খাড়া, তাই সমোষ্ণ ও রুদ্ধতাপীয় ঢালের অনুপাত = 1γ। -
৩৩৬
তাপগতিবিদ্যার প্রথম ও দ্বিতীয় সূত্রের সমন্বিত রূপ হলো- i. dw = Tds - du ii. du = Tds - pdv iii. dw = Tds - C, dT 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
dU=TdS-pdV থেকে dW(=pdV)=TdS-dU (i), এবং আদর্শ গ্যাসে dU=CᵥdT বসালে dW=TdS-CᵥdT (iii) — উভয়ই (ii)-এর সমতুল্য বীজগাণিতিক রূপান্তর মাত্র, তাই তিনটিই সঠিক। -
৩৩৭
"কোনো পরিমাণ তাপশক্তি সম্পূর্ণভাবে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করার মতো যন্ত্র নির্মাণ সম্ভব নয়।"ー বিবৃতিটি প্রদান করেন কোন বিজ্ঞানী?
- ক প্লাঙ্ক
- খ কার্নো
- গ কেলভিন
- ঘ ক্লসিয়াস
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) কেলভিন
"কোনো তাপশক্তিকে সম্পূর্ণরূপে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরের যন্ত্র নির্মাণ সম্ভব নয়" — এটি তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের কেলভিন-প্লাংক বিবৃতি। -
৩৩৮
PVγ-ধ্রুবক সমীকরণটি কোন প্রক্রিয়াকে সমর্থন করে?
- ক সমোষ্ণ
- খ সমআয়তন
- গ সমচাপ
- ঘ রুদ্ধতাপীয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) রুদ্ধতাপীয়
PVγ=ধ্রুবক সমীকরণটি রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়াকে সমর্থন করে। -
৩৩৯
রুদ্ধতাপীয় রেখা সমোষ্ণ রেখার সম্পর্কের ক্ষেত্রে নিচের কোনটি সঠিক?
- ক (dpdv )সমোষ্ণ = γ × (dpdv ) রুদ্ধতাপ
- খ (dpdv ) রুদ্ধতাপ = (dpdv ) m↕gvÒ
- গ (dpdv )সমোষ্ণ = -1γ× (dpdv ) রুদ্ধতাপ
- ঘ (dpdv )রুদ্ধতাপ = γ × (dpdv ) সমোষ্ণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) (dpdv )রুদ্ধতাপ = γ × (dpdv ) সমোষ্ণ
যেহেতু রুদ্ধতাপীয় রেখা সমোষ্ণ রেখা অপেক্ষা γ গুণ খাড়া, তাই (dp/dv)রুদ্ধতাপ = γ × (dp/dv)সমোষ্ণ। (দ্রষ্টব্য: মূল বইয়ে খ-অপশনের লেখা ফন্ট-সমস্যায় বিকৃত হয়ে গেছে — সম্ভবত এটি ছিল "(dp/dv)রুদ্ধতাপ = (dp/dv)সমোষ্ণ" জাতীয় একটি ভুল বিকল্প)। -
৩৪০
29°C তাপমাত্রার একটি গ্যাস চেম্বারে 1 atm চাপে 100 kg m-3 ঘনত্বের CO2 গ্যাস আছে। চেম্বারটি গ্যাসের চাপ 2 atm করা হলে চেম্বারটি ফেটে যায়। চেম্বারটির চূড়ান্ত তাপমাত্রায় গ্যাসের ঘনত্বের পরিবর্তন হবে? (γ= 1.33)
- ক 68.4 kg m-3
- খ 69.4 kg m-3
- গ 78.4 kg m-3
- ঘ 85.6 kg m-3
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 68.4 kg m-3
রুদ্ধতাপীয় সম্পর্ক p/ργ=ধ্রুবক থেকে ρ₂=ρ₁×(p₂/p₁)^(1/γ)=100×2^(1/1.33)≈168.4 kg/m³। ঘনত্বের পরিবর্তন = 168.4-100 = 68.4 kg/m³।
তাপগতিবিদ্যা নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।