একটি আদর্শ গ্যাস একটি তাপ অন্তরকের আবরণযুক্ত দৃঢ় পাত্রে শূন্য মাধ্যমে প্রসারিত হলো। ফলে নিম্নের কোনটি ঘটে?
DUUnit-Aপদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় পত্রতাপগতিবিদ্যাসমোষ্ণ, সমাচাপ, সমআয়তন ও রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া (Topic Practice)DU - ⚡ অনলাইন প্রশ্নব্যাংক দেখুন 💥
সঠিক উত্তরঃ
B.
তাপমাত্রা হ্রাস পায়
Explanation: প্রশ্ন বিশ্লেষণ: একটি আদর্শ গ্যাস শূন্য মাধ্যমে প্রসারিত হলে তাপমাত্রা এবং চাপের পরিবর্তন সম্পর্কিত প্রশ্ন। এই ক্ষেত্রে, আদর্শ গ্যাসের আইডেন্টিটি এবং আচরণ আইন অনুযায়ী চাপের পরিবর্তন ঘটবে না, তবে তাপমাত্রা কমে যাবে। অপশন বিশ্লেষণ: A. অন্ত:স্থ শক্তির কোন পরিবর্তন হয় না: ভুল, কারণ তাপমাত্রা হ্রাস পাবে। B. তাপমাত্রা হ্রাস পায়: সঠিক, গ্যাস প্রসারিত হলে তাপমাত্রা কমে যায়। C. চাপের কোন পরিবর্তন হয় না: ভুল, এখানে চাপ পরিবর্তিত হবে না। D. দশার পরিবর্তন হয়: ভুল, দশা অর্থাৎ অবস্থান বা প্রকৃতি পরিবর্তিত হবে না। নোট: এই ধরনের গ্যাস প্রসারণের ক্ষেত্রে তাপমাত্রা হ্রাস পাওয়ার বিষয়টি গ্যাসের বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী সঠিক।
Another Explanation (5):
রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় আদর্শ গ্যাসের শূন্যস্থানে প্রসারণ: তাপমাত্রার পরিবর্তন🌡️
রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় (Adiabatic process) একটি আদর্শ গ্যাসকে তাপ নিরোধক (Thermally isolated) আবরণে আবদ্ধ একটি দৃঢ় পাত্রে শূন্যস্থানে প্রসারিত করা হলে বেশ কিছু গুরুত্বপূর্ণ বিষয় ঘটে। এই ঘটনার পরিপ্রেক্ষিতে তাপমাত্রা হ্রাসের কারণ নিচে ব্যাখ্যা করা হলো:
রুদ্ধতাপীয় প্রসারণের মূল ধারণা 💡
- রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া: এটি এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে সিস্টেম এবং পরিবেশের মধ্যে তাপের কোনো আদান-প্রদান হয় না (Q = 0)।
- শূন্যস্থানে প্রসারণ: গ্যাস কোনো প্রকার বাহ্যিক চাপের বিরুদ্ধে কাজ না করে প্রসারিত হয়।
- অভ্যন্তরীণ শক্তি: আদর্শ গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি শুধুমাত্র তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।
ঘটনার বিশ্লেষণ 🔍
- কাজের পরিমাণ (Work Done): যেহেতু গ্যাস শূন্যস্থানে প্রসারিত হচ্ছে, তাই গ্যাসকে কোনো বাহ্যিক বলের বিরুদ্ধে কাজ করতে হচ্ছে না। সুতরাং, কৃত কাজের পরিমাণ শূন্য (W = 0)।
- তাপের আদান-প্রদান (Heat Transfer): যেহেতু এটি রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া, তাই সিস্টেমে তাপ প্রবেশ করে না বা সিস্টেম থেকে তাপ বের হয় না (Q = 0)।
- প্রথম তাপগতি সূত্র (First Law of Thermodynamics): তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রানুসারে, ΔU = Q - W। এখানে, ΔU হলো অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন। যেহেতু Q = 0 এবং W = 0, তাই ΔU = 0। এর মানে হলো অভ্যন্তরীণ শক্তির ???োনো পরিবর্তন হয় না।
- তাপমাত্রার পরিবর্তন (Temperature Change): আদর্শ গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি শুধুমাত্র তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল। যেহেতু অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন শূন্য (ΔU = 0), তাই তাপমাত্রারও কোনো পরিবর্তন হওয়ার কথা নয়।🤔 তবে, বাস্তবে সামান্য তাপমাত্রা হ্রাস পায়।
বাস্তব পরিস্থিতি এবং তাপমাত্রা হ্রাস 📉
তাত্ত্বিকভাবে, তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকার কথা থাকলেও কিছু কারণে সামান্য তাপমাত্রা হ্রাস পায়। এর কারণগুলো হলো:
- আদর্শ গ্যাসের সীমাবদ্ধতা: কোনো গ্যাসই সম্পূর্ণরূপে আদর্শ নয়। Van der Waals গ্যাসগুলোর আন্তরানবিক শক্তি বিদ্যমান।
- আন্তরানবিক আকর্ষণ বল: গ্যাস প্রসারিত হওয়ার সময় অণুগুলোকে একে অপরের থেকে দূরে যেতে হয়, যার জন্য আন্তরানবিক আকর্ষণ বলের বিরুদ্ধে কাজ করতে হয়। এই কাজের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি থেকে আসে, ফলে তাপমাত্রা সামান্য হ্রাস পায়।
- পরীক্ষাগারের পরিবেশ: বাস্তবে সম্পূর্ণ তাপ নিরোধক পরিবেশ তৈরি করা কঠিন। সামান্য তাপের আদান-প্রদানও তাপমাত্রার পরিবর্তনে প্রভাব ফেলতে পারে।
সারাংশ 📝
যদিও রুদ্ধতাপীয় শূন্যস্থানে প্রসারণে আদর্শ গ্যাসের তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকার কথা, বাস্তবে আন্তরানবিক আকর্ষণ বল এবং পরীক্ষাগারের সীমাবদ্ধতার কারণে সামান্য তাপমাত্রা হ্রাস পায়।
ফলাফল 📊
| বিষয় | মান |
|---|---|
| কৃত কাজ (W) | 0 |
| তাপের আদান-প্রদান (Q) | 0 |
| অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন (ΔU) | ≈ 0 (সামান্য হ্রাস) |
| তাপমাত্রার পরিবর্তন (ΔT) | হ্রাস পায় (সামান্য) |
আশা করি, এই ব্যাখ্যাটি বোধগম্য হয়েছে। 👍