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।

1. ৪৬১

   তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

   ধীরে ধীরে সংঘটিত সমোষ্ণ ও রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তনে এনট্রপির পরিবর্তন ΔS কত?

   • ক ΔS = 0
   • খ ΔS > 0
   • গ ΔS < 0
   • ঘ ওপরের সবগুলো
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: ক) ΔS = 0

   কোনো প্রক্রিয়া অত্যন্ত ধীরে (আদর্শভাবে প্রায়-স্থিতিশীল তথা প্রত্যাবর্তীভাবে) সংঘটিত হলে - তা সমোষ্ণ হোক বা রুদ্ধতাপীয় - সামগ্রিক এনট্রপির পরিবর্তন শূন্য হয় (ΔS = 0); এটিই প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ার সংজ্ঞাগত বৈশিষ্ট্য।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

2. ৪৬২

   তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

   একটি আদর্শ গ্যাস একটি তাপ অন্তরকের আবরণযুক্ত দৃঢ় পাত্রে শূন্য মাধ্যমে প্রসারিত হলো। ফলে নিম্নের কোনটি ঘটে?

   • ক অন্তস্থ শক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না
   • খ তাপমাত্রা হ্রাস পায়
   • গ চাপের কোনো পরিবর্তন হয় না
   • ঘ দশার পরিবর্তন হয়
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: ক) অন্তস্থ শক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না

   তাপ অন্তরকযুক্ত দৃঢ় পাত্রে শূন্য মাধ্যমে (ভ্যাকুয়ামে) প্রসারণে (Joule free expansion) গ্যাস কোনো বাধার বিরুদ্ধে কাজ করে না, তাই dW = 0; আবার অন্তরিত পাত্র হওয়ায় dQ = 0। প্রথম সূত্র অনুযায়ী dU = dQ − dW = 0, অর্থাৎ অভ্যন্তরীণ শক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না (এবং আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে তাপমাত্রারও পরিবর্তন হয় না)।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

3. ৪৬৩

   তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

   দ্বি-পরমাণু গ্যাসের ক্ষেত্রে C_p ও C_v-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-পরমাণু গ্যাসের স্বাধীনতার মাত্রা f = 5 (৩টি ট্রান্সলেশনাল + ২টি রোটেশনাল)। γ = C_pC_v = 1 + 2f = 1 + 25 = 1.4 ≈ 1.41।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

4. ৪৬৪

   তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

   PV = ধ্রুবক, সমীকরণটি কোন প্রক্রিয়াকে সমর্থন করে?

   • ক সমোষ্ণ
   • খ সমআয়তন
   • গ সমচাপ
   • ঘ রুদ্ধতাপ
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: ক) সমোষ্ণ

   PV = ধ্রুবক - এটি বয়েলের সূত্রের রূপ, যা স্থির তাপমাত্রায় প্রযোজ্য (এখানে কোনো γ সূচক নেই, তাই এটি রুদ্ধতাপীয় PVγ = ধ্রুবক থেকে ভিন্ন)। সুতরাং সমীকরণটি সমোষ্ণ (isothermal) প্রক্রিয়াকে সমর্থন করে।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

5. ৪৬৫

   তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

   তাপমাত্রা স্থির রেখে যে তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় কিছু পরিমাণ গ্যাসকে সংকোচন ও প্রসারণ করা হয়, সে প্রক্রিয়াকে কী বলে?

   • ক সমচাপ
   • খ রুদ্ধতাপীয়
   • গ সমোষ্ণ
   • ঘ সম-আয়তন
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: গ) সমোষ্ণ

   যে প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির রেখে গ্যাসের সংকোচন-প্রসারণ ঘটানো হয়, তাকে সমোষ্ণ (isothermal) প্রক্রিয়া বলে।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

6. ৪৬৬

   তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

   127°C তাপমাত্রায় কোনো নির্দিষ্ট পরিমাণ গ্যাস হঠাৎ সংকুচিত হয়ে 13 আয়তন লাভ করে। তাপমাত্রার পরিবর্তন কত? (γ = 1.40)

   • ক 620.74°C
   • খ 347.74°C
   • গ 226.74°C
   • ঘ 127°C
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: খ) 347.74°C

   হঠাৎ সংকোচন মানে রুদ্ধতাপীয় (Q = 0) প্রক্রিয়া। T₁ = 127 + 273 = 400 K, V₁V₂ = 3 (আয়তন 13 হয়েছে)। রুদ্ধতাপীয় সম্পর্ক: T₂ = T₁×(V₁V₂)^γ−1 = 400×3^0.4 = 400×1.5518 ≈ 620.74 K। এটিকে সেলসিয়াসে রূপান্তর করলে T₂ = 620.74 − 273 = 347.74°C। (620.74 কেলভিনে চূড়ান্ত তাপমাত্রা হলেও প্রশ্নে যেহেতু প্রাথমিক তাপমাত্রা °C-এ দেওয়া, চূড়ান্ত উত্তরও °C-এ প্রকাশ করা হয়।)

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

7. ৪৬৭

   তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

   একটি তাপীয় ইঞ্জিন 27°C ও 227°C তাপমাত্রার মধ্যে কার্যরত আছে। পরবর্তীতে উৎসের ও গ্রাহকের তাপমাত্রা 20°C যথাক্রমে বৃদ্ধি ও হ্রাস করা হলো।
   তাপমাত্রা পরিবর্তনের পূর্বে ইঞ্জিনের দক্ষতা কত?

   • ক 33.33%
   • খ 40%
   • গ 46%
   • ঘ 66.67%
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: খ) 40%

   তাপ ইঞ্জিন উৎস তাপমাত্রা Tₕ = 227°C = 500 K এবং গ্রাহক তাপমাত্রা Tᴄ = 27°C = 300 K-এর মধ্যে কাজ করে। কার্নো দক্ষতা η = 1 − TᴄTₕ = 1 − 300500 = 1 − 0.6 = 0.4 = 40%।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

8. ৪৬৮

   তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

   একটি তাপীয় ইঞ্জিন 27°C ও 227°C তাপমাত্রার মধ্যে কার্যরত আছে। পরবর্তীতে উৎসের ও গ্রাহকের তাপমাত্রা 20°C যথাক্রমে বৃদ্ধি ও হ্রাস করা হলো।
   তাপমাত্রা পরিবর্তন করার ক্ষেত্রে—
   (i) উৎসের তাপমাত্রা বৃদ্ধি করায় ইঞ্জিনের দক্ষতা বাড়ে
   (ii) গ্রাহকের তাপমাত্রা হ্রাস করায় ইঞ্জিনের দক্ষতা বাড়ে
   (iii) উভয় ক্ষেত্রে ইঞ্জিন দ্বারা কৃত কাজ সমান নয়
   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

   দক্ষতা η = 1 − TᴄTₕ সূত্র থেকে: উৎসের তাপমাত্রা Tₕ বাড়ালে TᴄTₕ কমে, তাই η বাড়ে (i সঠিক); গ্রাহকের তাপমাত্রা Tᴄ কমালেও TᴄTₕ কমে, তাই η বাড়ে (ii সঠিক)। মূল মানগুলো (Tₕ = 500 K, Tᴄ = 300 K) ধরে: শুধু উৎস 20°C বাড়ালে η₁ = 1 − 300520 ≈ 42.3%, আর শুধু গ্রাহক 20°C কমালে η₂ = 1 − 280500 = 44%। যেহেতু η₁ ≠ η₂, একই তাপ গ্রহণে উভয় ক্ষেত্রে ইঞ্জিন কর্তৃক কৃত কাজ (W = η×Qₕ) সমান হবে না (iii সঠিক)। সুতরাং i, ii ও iii - সবগুলো সঠিক।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

9. ৪৬৯

   তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

   কোনো সিস্টেমের ওপর 500 J কাজ সম্পাদন করায় সিস্টেম হতে 300 J তাপশক্তি বেরিয়ে গেল। সিস্টেমটির অন্তঃস্থ শক্তির পরিবর্তন কত?

   • ক −800 J
   • খ −200 J
   • গ +200 J
   • ঘ +800 J
   সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর: গ) +200 J

   সিস্টেমের উপর কাজ করা হয়েছে 500 J (অর্থাৎ সিস্টেম কর্তৃক কৃত কাজ W = −500 J) এবং সিস্টেম থেকে তাপ বেরিয়ে গেছে 300 J (অর্থাৎ শোষিত তাপ Q = −300 J)। প্রথম সূত্র: ΔU = Q − W = (−300) − (−500) = +200 J।

   এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

10. ৪৭০

    তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

    তাপগতিবিদ্যায় ১ম সূত্র হতে জানা যায় না---

    • ক কাজ ও তাপের সম্পর্ক
    • খ শক্তির সংরক্ষণ নীতি
    • গ অভ্যন্তরীণ শক্তির ধারণা
    • ঘ তাপ প্রবাহের অভিমুখ
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: ঘ) তাপ প্রবাহের অভিমুখ

    তাপগতিবিদ্যার ১ম সূত্র (ΔU = Q − W) শুধু কাজ, তাপ ও অন্তঃস্থ শক্তির মধ্যে শক্তি সংরক্ষণের সম্পর্ক নির্দেশ করে - এটি কাজ-তাপের সম্পর্ক, শক্তি সংরক্ষণ নীতি এবং অন্তঃস্থ শক্তির ধারণা দেয়। কিন্তু তাপ স্বতঃস্ফূর্তভাবে কোন দিকে প্রবাহিত হবে (উষ্ণ থেকে শীতলে) তা ১ম সূত্র থেকে জানা যায় না - এটি জানা যায় তাপগতিবিদ্যার ২য় সূত্র থেকে।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

11. ৪৭১

    তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

    কোন গ্যাসের জন্য রুদ্ধতাপীয় লেখ বেশি খাড়া?

    • ক মিথেন
    • খ অক্সিজেন
    • গ হিলিয়াম
    • ঘ কার্বন ডাইঅক্সাইড
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: গ) হিলিয়াম

    রুদ্ধতাপীয় লেখের ঢাল ∝ γ (γ = C_pC_v) - γ যত বেশি, রুদ্ধতাপীয় রেখা তত খাড়া (isothermal রেখার চেয়ে বেশি ঢালু)। একপরমাণুক গ্যাস হিলিয়ামের γ = 53 ≈ 1.67, যা তালিকার অন্য গ্যাসগুলোর (দ্বি/বহুপরমাণুক, γ ≈ 1.3-1.4) চেয়ে বেশি। তাই হিলিয়ামের রুদ্ধতাপীয় লেখ সবচেয়ে খাড়া।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

12. ৪৭২

    তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

    সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় একটি সিলিন্ডারের মধ্যে রাখা কিছু গ্যাস 800 J কাজ সম্পাদন করলে গ্যাস কর্তৃক শোষিত তাপের পরিমাণ কত জুল?

    • ক 0
    • খ 400
    • গ 800
    • ঘ 900
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: গ) 800

    সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির থাকায় আদর্শ গ্যাসের অন্তঃস্থ শক্তির পরিবর্তন ΔU = 0। প্রথম সূত্র অনুযায়ী Q = ΔU + W = 0 + 800 = 800 J - অর্থাৎ গ্যাস যে কাজ করেছে, তার সমপরিমাণ তাপই শোষণ করেছে।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

13. ৪৭৩

    তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

    5°C তাপমাত্রার জন্য ফারেনহাইট স্কেলে মান কত?

    • ক 41°F
    • খ 37°F
    • গ 9°F
    • ঘ 2.78°F
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: ক) 41°F

    সেলসিয়াস থেকে ফারেনহাইটে রূপান্তর সূত্র: F = (95)×C + 32 = (95)×5 + 32 = 9 + 32 = 41°F।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

14. ৪৭৪

    তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

    আপেক্ষিক তাপ, S বিশিষ্ট একটি বস্তুর সমস্ত গতিশক্তি তাপশক্তিতে পরিণত হওয়ায় তার তাপমাত্রার পার্থক্য হয় Δθ। বস্তুটির গতিবেগ কত ছিল?

    • ক 2SΔθ
    • খ 2SΔθ
    • গ SΔθ
    • ঘ SΔθ
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: ক) 2SΔθ

    শক্তি সংরক্ষণ নীতি অনুযায়ী বস্তুর গতিশক্তি সম্পূর্ণ তাপশক্তিতে পরিণত হয়: (12)mv² = mSΔθ (S = আপেক্ষিক তাপ, m বাতিল হয়ে যায়)। অতএব v² = 2SΔθ, অর্থাৎ v = 2SΔθ।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

15. ৪৭৫

    তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

    রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি---

    • ক কমে
    • খ বাড়ে
    • গ একই থাকে
    • ঘ নষ্ট হয়ে যায়
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: ক) কমে

    রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে Q = 0 এবং গ্যাস প্রসারিত হয়ে বহির্মুখী কাজ করে (W > 0)। প্রথম সূত্র থেকে ΔU = Q − W = −W (ঋণাত্মক), অর্থাৎ গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি কমে যায় (এই শক্তিই কাজে রূপান্তরিত হয়)।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

16. ৪৭৬

    তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

    গৃহীত বা বর্জিত তাপ শূন্য হয়---

    • ক স্থির চাপে
    • খ স্থির আয়তনে
    • গ রুদ্ধতাপে
    • ঘ সমোষ্ণ পদ্ধতিতে
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: গ) রুদ্ধতাপে

    রুদ্ধতাপীয় (adiabatic) প্রক্রিয়ার সংজ্ঞা অনুসারেই সিস্টেম ও পরিপার্শ্বের মধ্যে কোনো তাপ আদান-প্রদান হয় না, অর্থাৎ Q = 0 সবসময়।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

17. ৪৭৭

    তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

    কৃত কাজ আয়তন পরিবর্তনের সঙ্গে সমানুপাতিক হবে---

    • ক স্থির চাপে
    • খ স্থির আয়তনে
    • গ সমোষ্ণ পদ্ধতিতে
    • ঘ রুদ্ধতাপ পদ্ধতিতে
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: ক) স্থির চাপে

    কৃত কাজ W = PΔV। চাপ P স্থির থাকলে (স্থির চাপ প্রক্রিয়ায়) W সরাসরি আয়তন পরিবর্তন ΔV-এর সমানুপাতিক হয়। অন্য প্রক্রিয়াগুলোতে (সমোষ্ণ, রুদ্ধতাপ) চাপ পরিবর্তিত হয় বলে কাজ সরাসরি ΔV-এর সমানুপাতিক হয় না।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

18. ৪৭৮

    তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

    আদর্শ গ্যাসের অন্তঃশক্তির পরিবর্তন হয় না---

    • ক সমোষ্ণ পদ্ধতিতে
    • খ রুদ্ধতাপ পদ্ধতিতে
    • গ তাপ তড়িৎ পদ্ধতিতে
    • ঘ আলোক তড়িৎ পদ্ধতিতে
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: ক) সমোষ্ণ পদ্ধতিতে

    আদর্শ গ্যাসের অন্তঃস্থ শক্তি U শুধু তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে (U = f(T))। সমোষ্ণ (isothermal) প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির থাকে বলে ΔU = 0, অর্থাৎ অন্তঃশক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

19. ৪৭৯

    তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

    গ্যাসের রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে শক্তির উৎস হলো---

    • ক বাহ্যিক কার্য
    • খ তাপ গ্রহণ
    • গ অভ্যন্তরীণ শক্তি
    • ঘ তাপ বর্জন
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: গ) অভ্যন্তরীণ শক্তি

    রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে Q = 0, তাই প্রথম সূত্র অনুযায়ী গ্যাস কর্তৃক কৃত বহির্মুখী কাজের শক্তি বাহির থেকে আসে না - তা আসে গ্যাসের নিজস্ব অভ্যন্তরীণ শক্তি থেকে (dU = −dW)। তাই শক্তির উৎস হলো অভ্যন্তরীণ শক্তি।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

20. ৪৮০

    তাপগতিবিদ্যা ইসহাক স্যার

    একটি হিমায়কের শীতল বস্তুর তাপমাত্রা 250 K এবং বাহিরের গরম আবহাওয়ার তাপমাত্রা 500 K। এর কার্যকৃত সহগ কত?

    • ক 1
    • খ 1.5
    • গ 2
    • ঘ 2.5
    সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা

    সঠিক উত্তর: ক) 1

    হিমায়ক (রেফ্রিজারেটর)-এর কার্যকরী সহগ (COP) = Tᴄ(Tₕ − Tᴄ), যেখানে Tᴄ = শীতল বস্তুর তাপমাত্রা = 250 K, Tₕ = বাইরের তাপমাত্রা = 500 K। COP = 250(500 − 250) = 250250 = 1।

    এই প্রশ্নটার আলাদা পাতা দেখো →

অন্যান্য অধ্যায়

সব অধ্যায় দেখো →