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 ৬/৩৮
-
১০১
একটি দ্বিপরমাণুক গ্যাসের আয়তন সমচাপ 105 Pa তে 0.02 m3 থেকে 0.05 m3 হলো। গ্যাসের কৃত কাজ কত?
- ক 2000 J
- খ 5000 J
- গ 3000 J
- ঘ 300 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 3000 J
W = PΔV = 105 × 0.03
= 3000 J। -
১০২
তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র মূলত কী নির্ধারণ করে?
- ক শক্তির পরিমাণ
- খ প্রাকৃতিক প্রক্রিয়ার দিক
- গ তাপের একক
- ঘ গ্যাসের চাপ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) প্রাকৃতিক প্রক্রিয়ার দিক
প্রথম সূত্র শুধু হিসাব মেলায়; দ্বিতীয় সূত্র বলে দেয় কোন দিকে ঘটনা ঘটবে — গরম চা ঠান্ডা হয়, উল্টোটা নয়। -
১০৩
দ্বিতীয় সূত্রের ক্লসিয়াস বিবৃতি কোনটি?
- ক তাপ সম্পূর্ণ কাজে রূপান্তর করা যায়
- খ শক্তি সংরক্ষিত হয়
- গ এনট্রপি সবসময় কমে
- ঘ বাইরের কাজ ছাড়া তাপ ঠান্ডা থেকে গরম বস্তুতে যেতে পারে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) বাইরের কাজ ছাড়া তাপ ঠান্ডা থেকে গরম বস্তুতে যেতে পারে না
রেফ্রিজারেটর ঠান্ডা থেকে গরমে তাপ নেয় ঠিকই, কিন্তু বিদ্যুৎ খরচ করে — নিজে থেকে নয়। -
১০৪
দ্বিতীয় সূত্রের কেলভিন-প্ল্যাঙ্ক বিবৃতি কোনটি?
- ক তাপ নিজে থেকে ঠান্ডা থেকে গরমে যায়
- খ এনট্রপি ধ্রুব থাকে
- গ একটিমাত্র তাপাধার থেকে তাপ নিয়ে সম্পূর্ণ কাজে রূপান্তর করা যায় না
- ঘ সব ইঞ্জিনের দক্ষতা সমান
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) একটিমাত্র তাপাধার থেকে তাপ নিয়ে সম্পূর্ণ কাজে রূপান্তর করা যায় না
ইঞ্জিনকে সবসময় কিছু তাপ ঠান্ডা তাপাধারে ফেলতেই হবে — তাই দক্ষতা ১০০% হয় না। -
১০৫
তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতার রাশি কোনটি?
- ক η = Q2Q1
- খ η = Q1W
- গ η = 1 − Q2Q1
- ঘ η = Q1 − Q2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) η = 1 − Q2Q1
η = WQ1 = Q1 − Q2Q1 = 1 − Q2Q1। -
১০৬
কার্নো ইঞ্জিনের দক্ষতার রাশি কোনটি?
- ক η = 1 − T2T1
- খ η = 1 − T1T2
- গ η = T2T1
- ঘ η = T1 − T2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) η = 1 − T2T1
η = 1 − T2T1 — তাপমাত্রা অবশ্যই কেলভিনে।
এটি ঐ দুই তাপমাত্রার মধ্যে চলা যেকোনো ইঞ্জিনের সর্বোচ্চ সম্ভাব্য দক্ষতা। -
১০৭
কার্নো চক্রে কয়টি ধাপ এবং কোন ধরনের?
- ক চারটি — দুইটি সমোষ্ণ ও দুইটি রুদ্ধতাপীয়
- খ দুইটি — সমোষ্ণ ও রুদ্ধতাপীয়
- গ চারটি — সবই সমোষ্ণ
- ঘ তিনটি — সমচাপ, সমআয়তন, সমোষ্ণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) চারটি — দুইটি সমোষ্ণ ও দুইটি রুদ্ধতাপীয়
সমোষ্ণ প্রসারণ → রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ → সমোষ্ণ সংকোচন → রুদ্ধতাপীয় সংকোচন।
চারটি ধাপই উভমুখী ধরা হয়। -
১০৮
কার্নো উপপাদ্য কী বলে?
- ক সব ইঞ্জিনের দক্ষতা সমান
- খ দক্ষতা কার্যকরী পদার্থের ওপর নির্ভর করে
- গ দুই নির্দিষ্ট তাপমাত্রার মধ্যে কার্নো ইঞ্জিনের চেয়ে বেশি দক্ষ ইঞ্জিন সম্ভব নয়
- ঘ অনুভমুখী ইঞ্জিন বেশি দক্ষ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) দুই নির্দিষ্ট তাপমাত্রার মধ্যে কার্নো ইঞ্জিনের চেয়ে বেশি দক্ষ ইঞ্জিন সম্ভব নয়
কার্নো ইঞ্জিন উভমুখী, তাই এটিই সর্বোচ্চ দক্ষতার সীমা।
যেকোনো বাস্তব (অনুভমুখী) ইঞ্জিনের দক্ষতা এর চেয়ে কম। -
১০৯
একটি ইঞ্জিন 1000 J তাপ নিয়ে 300 J কাজ করলে বাকি 700 J কোথায় যায়?
- ক ঠান্ডা তাপাধারে বর্জিত হয়
- খ ধ্বংস হয়ে যায়
- গ অভ্যন্তরীণ শক্তিতে জমা থাকে
- ঘ গরম তাপাধারে ফিরে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ঠান্ডা তাপাধারে বর্জিত হয়
দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী কিছু তাপ ঠান্ডা তাপাধারে ফেলতেই হবে।
চক্রে ΔU = 0, তাই Q2 = 1000 − 300 = 700 J। -
১১০
রেফ্রিজারেটর ও তাপ ইঞ্জিনের মধ্যে সম্পর্ক কী?
- ক দুইটি সম্পূর্ণ ভিন্ন
- খ রেফ্রিজারেটরে কাজ লাগে না
- গ দুইটির দক্ষতা সমান
- ঘ রেফ্রিজারেটর হলো উল্টোভাবে চলা তাপ ইঞ্জিন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) রেফ্রিজারেটর হলো উল্টোভাবে চলা তাপ ইঞ্জিন
ইঞ্জিন: তাপ নিয়ে কাজ দেয়। রেফ্রিজারেটর: কাজ দিয়ে ঠান্ডা জায়গা থেকে তাপ তুলে গরম জায়গায় ফেলে। -
১১১
রেফ্রিজারেটরের কর্মদক্ষতা গুণাঙ্ক (COP) এর রাশি কোনটি?
- ক COP = WQ2
- খ COP = Q2W
- গ COP = Q1W
- ঘ COP = 1 − Q2Q1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) COP = Q2W
যা চাই (ঠান্ডা জায়গা থেকে সরানো তাপ Q2) ÷ যা দিতে হয় (কাজ W)
COP = Q2W — এর মান ১ এর চেয়ে বড় হতে পারে। -
১১২
COP এর মান ১ এর বেশি হতে পারে — এটি কি দ্বিতীয় সূত্র ভাঙে?
- ক হ্যাঁ
- খ না — COP দক্ষতা নয়, এটি লাভ-খরচের অনুপাত
- গ হ্যাঁ, প্রথম সূত্রও ভাঙে
- ঘ শুধু আদর্শ ক্ষেত্রে ভাঙে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) না — COP দক্ষতা নয়, এটি লাভ-খরচের অনুপাত
দক্ষতার সংজ্ঞায় আউটপুট শক্তি ইনপুটের চেয়ে বেশি হয় না। কিন্তু COP-তে সরানো তাপকে দেওয়া কাজের সাথে তুলনা করা হয় — এখানে ৩-৫ মান স্বাভাবিক। -
১১৩
রেফ্রিজারেটরের দরজা খোলা রেখে ঘর ঠান্ডা করা যায় কি?
- ক হ্যাঁ, দ্রুত ঠান্ডা হবে
- খ তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকবে
- গ শুধু শীতকালে যাবে
- ঘ না — উল্টো ঘর গরম হবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) না — উল্টো ঘর গরম হবে
ফ্রিজ ভেতর থেকে Q2 তুলে বাইরে Q2 + W ফেলে।
দরজা খোলা থাকলে সবটাই একই ঘরে থাকে — নিট ফল +W পরিমাণ বাড়তি তাপ। -
১১৪
এয়ার কন্ডিশনার ও হিট পাম্পের মূল পার্থক্য কী?
- ক যন্ত্র আলাদা
- খ হিট পাম্পে বিদ্যুৎ লাগে না
- গ AC তে কাজ লাগে না
- ঘ কোন দিকটা কাজে লাগানো হচ্ছে — ঠান্ডা করা না গরম করা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কোন দিকটা কাজে লাগানো হচ্ছে — ঠান্ডা করা না গরম করা
একই চক্র। AC ঘরের তাপ বাইরে ফেলে; হিট পাম্প বাইরের তাপ ঘরের ভেতরে আনে। -
১১৫
এনট্রপি (entropy) কী নির্দেশ করে?
- ক বিশৃঙ্খলা বা অব্যবহারযোগ্য শক্তির পরিমাপ
- খ মোট শক্তি
- গ তাপমাত্রা
- ঘ চাপ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বিশৃঙ্খলা বা অব্যবহারযোগ্য শক্তির পরিমাপ
এনট্রপি বিশৃঙ্খলার পরিমাপ। এটি যত বাড়ে, শক্তি তত কম ব্যবহারযোগ্য হয়ে পড়ে। -
১১৬
এনট্রপি পরিবর্তনের রাশি কোনটি? (উভমুখী প্রক্রিয়া)
- ক ΔS = QT
- খ ΔS = ΔQT
- গ ΔS = TΔQ
- ঘ ΔS = ΔQ − T
-
১১৭
এনট্রপির SI একক কোনটি?
- ক J
- খ Jkg−1
- গ K
- ঘ JK−1
-
১১৮
একটি বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থায় স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়ায় এনট্রপির কী হয়?
- ক বাড়ে বা অপরিবর্তিত থাকে
- খ কমে
- গ সবসময় শূন্য
- ঘ ধ্রুব থাকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বাড়ে বা অপরিবর্তিত থাকে
উভমুখী প্রক্রিয়ায় ΔS = 0, অনুভমুখীতে ΔS > 0।
অর্থাৎ ΔS ≥ 0 — এটাই দ্বিতীয় সূত্রের এনট্রপি রূপ। -
১১৯
বরফ গলার সময় এনট্রপির কী হয়?
- ক কমে
- খ বাড়ে
- গ অপরিবর্তিত থাকে
- ঘ শূন্য হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বাড়ে
কঠিনের সাজানো কেলাস ভেঙে তরলের এলোমেলো সজ্জায় যায় — বিশৃঙ্খলা বাড়ে।
ΔS = mLT > 0। -
১২০
মহাবিশ্বের এনট্রপি সম্পর্কে দ্বিতীয় সূত্র কী বলে?
- ক ক্রমাগত বাড়ছে
- খ ধ্রুব থাকে
- গ কমছে
- ঘ শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ক্রমাগত বাড়ছে
প্রতিটি বাস্তব প্রক্রিয়াতেই কিছু শক্তি অব্যবহারযোগ্য তাপে ছড়িয়ে পড়ে — মহাবিশ্বের মোট এনট্রপি বাড়ছে।
তাপগতিবিদ্যা নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।