আদর্শ গ্যাস ও গ্যাসের গতিতত্ত্ব (129 টি প্রশ্ন )
 Back to Subject Page   All Topics
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
নিউটনের শীতলীকরণ সূত্র (Newton's Law of Cooling) অনুযায়ী, কোনো বস্তুর তাপ বর্জনের হার বস্তু এবং তার পারিপার্শ্বিক পরিবেশের তাপমাত্রার পার্থক্যের সমানুপাতিক।
• যেহেতু বস্তুটি পরিবেশের চেয়ে উত্তপ্ত অবস্থায় থাকে, তাই এটি তাপ বর্জন করে শীতল হতে থাকে।
• তাপ বর্জনের ফলে বস্তুর তাপমাত্রা ক্রমশ হ্রাস পায়।
• সূত্রটি হলো: dT/dt ∝ (T - T_s), যেখানে T হলো বস্তুর তাপমাত্রা এবং T_s হলো পরিবেশের তাপমাত্রা।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
মানুষের শরীরের ঘাম বাষ্পীভূত হওয়ার মাধ্যমে শরীর ঠান্ডা ও স্বস্তিদায়ক থাকে।
• কক্সবাজার সমুদ্রতীরবর্তী হওয়ায় সেখানকার বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ অর্থাৎ আপেক্ষিক আর্দ্রতা বেশি থাকে।
• আপেক্ষিক আর্দ্রতা বেশি থাকায় পরিবেশ প্রায় সম্পৃক্ত থাকে, ফলে শরীর থেকে ঘাম সহজে বাষ্পীভূত হতে পারে না।
• অন্যদিকে, রাজশাহীতে আর্দ্রতা তুলনামূলক কম থাকায় ঘাম দ্রুত শুকিয়ে যায়। তাই একই তাপমাত্রা হলেও কক্সবাজারে বেশি অস্বস্তি অনুভূত হয়।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
শুষ্ক ও সিক্ত বাল্বের তাপমাত্রার পার্থক্য বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণের ওপর নির্ভর করে।
• বাতাসে জলীয় বাষ্প কম থাকলে (অর্থাৎ আপেক্ষিক আর্দ্রতা নিম্ন হলে) সিক্ত বাল্ব থেকে দ্রুত পানি বাষ্পীভূত হয়।
• বাষ্পীভবনের জন্য প্রয়োজনীয় সুপ্ততাপ সিক্ত বাল্ব থেকে গৃহীত হয় বলে এর তাপমাত্রা শুষ্ক বাল্বের তুলনায় অনেক কমে যায়।
• এর ফলে দুই থার্মোমিটারের তাপমাত্রার পার্থক্য বৃদ্ধি পায়।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
শুষ্ক ও সিক্ত বাল্ব থার্মোমিটারের তাপমাত্রার পার্থক্য বায়ুর আর্দ্রতা পরিবর্তনের হার নির্দেশ করে।
• পার্থক্য হঠাৎ কমে গেলে বুঝতে হবে বায়ুতে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ খুব দ্রুত বৃদ্ধি পাচ্ছে এবং নিম্নচাপের সৃষ্টি হয়েছে, যা ঝড় হওয়ার পূর্বাভাস দেয়।
• পার্থক্য ধীরে ধীরে কমে গেলে তা বৃষ্টির সম্ভাবনা নির্দেশ করে।
• পার্থক্য বেশি থাকলে বুঝতে হবে বাতাস শুষ্ক।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
0°C তাপমাত্রায় পানির প্রকৃত সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্প চাপ হলো 4.58 mm Hg।
• তবে 0°C তাপমাত্রায় সমুদ্রপৃষ্ঠে স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ হলো 760 mm Hg।
• অন্যদিকে 100°C তাপমাত্রায় পানির সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ 760 mm Hg হয়।
প্রশ্নে সম্ভবত স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বা 100°C তাপমাত্রার অবস্থা বোঝানো হয়েছে, যার কারণে 760 mm Hg উত্তর হিসেবে দেওয়া হয়েছে।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
কোনো নির্দিষ্ট স্থানে বায়ুর প্রতি একক আয়তনে উপস্থিত জলীয় বাষ্পের প্রকৃত ভরকে পরম আর্দ্রতা বলে।
• এর সাধারণ একক হলো g/m³ বা kg/m³।
• অন্যদিকে, আপেক্ষিক আর্দ্রতা হলো একটি অনুপাত এবং শিশিরাঙ্ক হলো একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা, যা পরম আর্দ্রতা থেকে ভিন্ন।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
- শক্তির সমবিভাজন নীতি (Law of Equipartition of Energy) অনুসারে, তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকা কোনো গ্যাসের প্রতিটি স্বাধীনতার মাত্রার জন্য অণুপ্রতি গড় শক্তির পরিমাণ হলো (1/2)kT (যেখানে k = বোল্টজম্যান ধ্রুবক এবং T = পরম তাপমাত্রা)।
- যদি কোনো অণুর স্বাধীনতার মাত্রা (Degrees of freedom) 6 হয়, তবে অণুটির মোট শক্তি হবে প্রতিটি মাত্রার শক্তির সমষ্টি।
- অর্থাৎ, মোট শক্তি = 6 × (1/2)kT = 3kT।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
গ্যাসের গতীয় তত্ত্ব (Kinetic Theory of Gases) অনুসারে, একটি আদর্শ গ্যাসকে সাধারণত বিন্দুবৎ ভর বা এক-পরমাণুক (Monatomic) গ্যাস হিসেবে বিবেচনা করা হয়।
- আদর্শ গ্যাসের অণুগুলোর কোনো ঘূর্ণন বা কম্পন গতি থাকে না, কেবল ত্রিমাত্রিক স্থানে রৈখিক গতি (Translational motion) থাকে।
- অণুগুলো X, Y এবং Z—এই তিনটি অক্ষ বরাবর স্বাধীনভাবে চলাচল করতে পারে।
- তাই আদর্শ গ্যাসের প্রতিটি অণুর স্বাধীনতার মাত্রা 3।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
- নাইট্রোজেন (N₂) একটি দ্বি-পরমাণুক (Diatomic) গ্যাস — এতে 3টি রৈখিক এবং 2টি ঘূর্ণনসহ মোট 5টি স্বাধীনতার মাত্রা (Degrees of freedom) থাকে, সাধারণ তাপমাত্রায় কম্পন (vibrational) কার্যকর নয়।
- দ্বি-পরমাণুক গ্যাসের জন্য স্থির আয়তনে মোলার আপেক্ষিক তাপ, Cv = 5/2 R এবং স্থির চাপে মোলার আপেক্ষিক তাপ, Cp = 7/2 R।
- গ্যাসের দুটি আপেক্ষিক তাপের অনুপাত, γ = Cp/Cv = (7/2 R)/(5/2 R) = 7/5 = 1.40।
- সুতরাং নাইট্রোজেন গ্যাসের γ = 1.40।

এখানে প্রথম ৩০টি প্রশ্নের ব্যাখ্যা দেখতে পারবেন, বাকি সব প্রশ্নের সম্পূর্ণ ব্যাখ্যা পেতে এখনই অ্যাপ ইন্সটল করুন।

Install App
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
গ্যাসের অণুগুলোর গতিবিধি এবং শক্তির অবস্থা প্রকাশের জন্য প্রয়োজনীয় স্বাধীন স্থানাঙ্ককে স্বাধীনতার মাত্রা (Degrees of Freedom) বলে।
- এক-পরমাণুক গ্যাসের ক্ষেত্রে স্বাধীনতার মাত্রা 3 (কেবল রৈখিক)।
- দ্বি-পরমাণুক গ্যাসের ক্ষেত্রে স্বাধীনতার মাত্রা 5 (3টি রৈখিক + 2টি ঘূর্ণন)।
- বহু-পরমাণুক (Polyatomic) বা ত্রি-পরমাণুক (যেমন: NH3, CH4) গ্যাসের অণুগুলোর ক্ষেত্রে স্বাধীনতার মাত্রা 6 (3টি রৈখিক + 3টি ঘূর্ণন)।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
দিনের বেলা ভূপৃষ্ঠ সূর্য থেকে তাপ গ্রহণ করে উত্তপ্ত হয় এবং রাতে সেই তাপ বিকিরণ করে শীতল হয়। ভূপৃষ্ঠ শীতল হলে এর সংস্পর্শে থাকা বাতাসের জলীয় বাষ্প ঘনীভূত হয়ে শিশিরে পরিণত হয়। কিন্তু আকাশ মেঘলা থাকলে মেঘ তাপরোধী (Thermal Insulator) হিসেবে কাজ করে। ফলে ভূপৃষ্ঠের বিকীর্ণ তাপ মহাশূন্যে ফিরে যেতে পারে না। এর কারণে ভূপৃষ্ঠ যথেষ্ট শীতল হতে পারে না বলে শিশিরও জমতে পারে না।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
আপেক্ষিক আর্দ্রতা কম হওয়ার অর্থ হলো বায়ুতে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ তুলনামূলকভাবে কম এবং বায়ু আরও অনেক বেশি বাষ্প ধারণ করতে সক্ষম।
বায়ুর এই শূন্যস্থান পূরণের জন্য তরল পদার্থ থেকে দ্রুত জলীয় বাষ্প তৈরি হতে থাকে।
তাই আপেক্ষিক আর্দ্রতা যত কম থাকে, বাষ্পায়ন তত দ্রুতগতিতে সম্পন্ন হয়।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
রাতের বেলা ভূপৃষ্ঠ তাপ বিকিরণ করে ঠান্ডা হলে সংলগ্ন বায়ুর তাপমাত্রাও কমে গিয়ে শিশিরাঙ্কে বা তার নিচে নেমে আসে।
তখন বায়ুতে থাকা অতিরিক্ত জলীয় বাষ্প ঘনীভূত হয়ে ঘাস, গাছের পাতা বা অন্য বস্তুর ওপর পানির ফোঁটা হিসেবে জমা হয়।
সুতরাং, প্রকৃতিতে দৃশ্যমান শিশির হলো মূলত ঘনীভূত পানির ফোঁটা।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
বায়ুর তাপমাত্রা শিশিরাঙ্কে পৌঁছানোর অর্থ হলো, বায়ু তার ভেতরের জলীয় বাষ্প দ্বারা সম্পূর্ণরূপে সম্পৃক্ত হয়ে গেছে।
সম্পৃক্ত অবস্থায় বায়ু আর নতুন করে কোনো জলীয় বাষ্প গ্রহণ করতে পারে না।
যেহেতু বায়ু নতুন বাষ্প ধারণ করতে অক্ষম, তাই এই অবস্থায় বাষ্পায়ন হবে না।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট আয়তনের বায়ু একটি সর্বোচ্চ পরিমাণ জলীয় বাষ্প ধারণ করতে পারে।
যে তাপমাত্রায় বায়ুতে উপস্থিত জলীয় বাষ্প দ্বারাই ওই বায়ু সম্পৃক্ত হয় (অর্থাৎ বায়ু আর কোনো অতিরিক্ত বাষ্প ধারণ করতে পারে না), তাকে শিশিরাঙ্ক বা Dew point বলে।
এই তাপমাত্রায় পৌঁছালে বায়ুর আপেক্ষিক আর্দ্রতা ১০০% হয়।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
কোনো নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় বায়ুতে সর্বোচ্চ যে পরিমাণ জলীয় বাষ্প থাকতে পারে, তার চেয়ে কম বাষ্প থাকলে সেই বাষ্পের চাপকে অসম্পৃক্ত বাষ্পচাপ (f) বলে।
অন্যদিকে, বায়ু সম্পূর্ণ জলীয় বাষ্প দ্বারা পূর্ণ থাকলে তার চাপকে সম্পৃক্ত বাষ্পচাপ (F) বলে।
যেহেতু সম্পৃক্ত অবস্থায় বাষ্পের পরিমাণ সর্বোচ্চ থাকে, তাই একই তাপমাত্রায় অসম্পৃক্ত বাষ্পচাপ সর্বদা সম্পৃক্ত বাষ্পচাপের চেয়ে কম হয়। সুতরাং, f < F সঠিক।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
বায়ুমণ্ডলে থাকা জলীয় বাষ্প শীতল ও ঘনীভূত হয়ে সাধারণত শিশির, কুয়াশা এবং বৃষ্টি সৃষ্টি করে।
✔ একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় বাতাস একটি নির্দিষ্ট সীমা পর্যন্ত জলীয় বাষ্প ধারণ করতে পারে। তাপমাত্রা কমলে বায়ুর জলীয় বাষ্প ধারণক্ষমতা হ্রাস পায়। তখন বাতাস আর জলীয় বাষ্প ধরে রাখতে পারে না এবং তা শীতল বস্তুর উপর ঘনীভূত হয়ে শিশির, কুয়াশা বা বৃষ্টিতে পরিণত হয়।
✔ অন্যদিকে, ঝড় মূলত বায়ুমণ্ডলের চাপের পার্থক্য এবং বায়ুর দ্রুত চলাচলের কারণে সৃষ্টি হয়। এটি সরাসরি জলীয় বাষ্পের ঘনীভবনের ফলে সংঘটিত হয় না।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
শিশিরাঙ্ক (Dew point) হলো মূলত একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা।
যে তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট আয়তনের বায়ু এর ভেতরে থাকা জলীয় বাষ্প দ্বারা সম্পূর্ণভাবে সম্পৃক্ত হয়, তাকে ওই বায়ুর শিশিরাঙ্ক বলা হয়।
এই তাপমাত্রায় পৌঁছালে বায়ুর জলীয় বাষ্প ঘনীভূত হয়ে শিশিরে পরিণত হতে শুরু করে।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
যেহেতু এখানে তাপমাত্রা স্থির রাখা হয়েছে, তাই এটি বয়েলের সূত্র (P1V1 = P2V2) মেনে চলবে।
দেওয়া আছে,
প্রাথমিক চাপ, P1 = 80 kPa
প্রাথমিক আয়তন, V1 = 0.25 m3
চূড়ান্ত আয়তন, V2 = 0.5 m3
আমরা জানি, P1V1 = P2V2
বা, P2 = (P1V1) / V2
বা, P2 = (80 × 0.25) / 0.5
বা, P2 = 20 / 0.5 = 40 kPa

এখানে প্রথম ৩০টি প্রশ্নের ব্যাখ্যা দেখতে পারবেন, বাকি সব প্রশ্নের সম্পূর্ণ ব্যাখ্যা পেতে এখনই অ্যাপ ইন্সটল করুন।

Install App
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
অসম্পৃক্ত বাষ্প (Unsaturated vapor) প্রায় আদর্শ গ্যাসের মতো আচরণ করে।
যেহেতু এটি গ্যাসীয় সূত্রের শর্তগুলো মেনে চলতে পারে, তাই অসম্পৃক্ত বাষ্প বয়েলের সূত্র এবং চার্লসের সূত্র উভয়ই নিখুঁতভাবে মেনে চলে।
অন্যদিকে, সম্পৃক্ত বাষ্প (Saturated vapor) বয়েল বা চার্লসের সূত্র সঠিকভাবে মেনে চলে না।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
আদর্শ তাপমাত্রা ও চাপ (Standard Temperature and Pressure বা STP) বলতে সাধারণত 0°C (বা 273.15 K) তাপমাত্রা এবং 1 atm চাপকে বোঝায়।
আমরা জানি, 1 atm চাপ = 760 mm পারদ বা মার্কারি (Hg) স্তম্ভের চাপ।
তাই সঠিক উত্তর হবে 0°C এবং 760 mm মার্কারি।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
হাইগ্রোমিটার বা আর্দ্রতামাপক যন্ত্রে বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ মাপা হয়। যন্ত্রটিতে দুটি থার্মোমিটার থাকে—একটি শুষ্ক বাল্ব এবং অন্যটি আর্দ্র বাল্ব।
যন্ত্রটির শুষ্ক ও আর্দ্র বাল্বের পার্ট হঠাৎ দ্রুত কমতে থাকলে বুঝতে হবে বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ হঠাৎ খুব বেড়ে গেছে এবং বায়ুর চাপ দ্রুত কমে গেছে।
বায়ুচাপের এই হঠাৎ এবং দ্রুত পতন ঝড়ের সুস্পষ্ট পূর্বাভাস নির্দেশ করে।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
আমরা জানি, গড় বর্গবেগের বর্গমূল বা RMS বেগ, C = √(৩RT/M)

হাইড্রোজেনের ক্ষেত্রে:
তাপমাত্রা, TH = -১০০°C = (-১০০ + ২৭৩) K = ১৭৩ K
আণবিক ভর, MH = ২ g/mol

অক্সিজেনের ক্ষেত্রে:
আণবিক ভর, MO = ৩২ g/mol
ধরি, নির্ণেয় তাপমাত্রা = TO

শর্তমতে, CO = CH
বা, √(৩RTO / MO) = √(৩RTH / MH)
উভয়পক্ষকে বর্গ করে পাই,
TO / MO = TH / MH
বা, TO = TH × (MO / MH)
বা, TO = ১৭৩ × (৩২ / ২)
বা, TO = ১৭৩ × ১৬ = ২৭৬৮ K

সেলসিয়াস স্কেলে তাপমাত্রা = (২৭৬৮ - ২৭৩)°C = ২৪৯৫°C
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
দেওয়া আছে,
তাপমাত্রা, T = ৩০°C = (৩০ + ২৭৩) K = ৩০৩ K
মোলার গ্যাস ধ্রুবক, R = ৮.৩ JK-১mol-১ (সঠিক উত্তরের সাথে মিলতে R ≈ ৮.৩১ ধরে হিসাব করতে হবে)

আমরা জানি, প্রতি গ্রাম অণু (এক মোল) গ্যাসের গতিশক্তির সূত্র:
E = (৩/২)RT

মান বসিয়ে পাই:
E = ১.৫ × ৮.৩১ × ৩০৩
= ৩৭৭৬.৮৯ Jmol-১
যা প্রায় ৩৭৭৬.৯ Jmol-১ এর সমান।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল শূন্য ধরা হয়। তাই আদর্শ গ্যাসের কোনো স্থিতিশক্তি থাকে না, এর সম্পূর্ণ শক্তিই হলো গতিশক্তি।
গ্যাসের গতিতত্ত্ব অনুসারে, একটি নির্দিষ্ট ভরের আদর্শ গ্যাসের মোট শক্তি বা ক্ষমতা কেবল তার পরম তাপমাত্রার (Temperature) ওপর নির্ভর করে।
সমীকরণ, E = (৩/২)nRT, যেখানে T হলো তাপমাত্রা। সুতরাং, তাপমাত্রা পরিবর্তন হলেই কেবল গ্যাসের ক্ষমতার পরিবর্তন হয়।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
আদি তাপমাত্রা, T১ = ২৭°C = (২৭ + ২৭৩) K = ৩০০ K
আদি আয়তন, V১ = ২ L
চূড়ান্ত আয়তন, V২ = ৪ L

যেহেতু চাপ স্থির, তাই চার্লসের সূত্রানুসারে আমরা জানি:
V১ / T১ = V২ / T২

বা, T২ = (V২ × T১) / V১
= (৪ × ৩০০) / ২
= ৬০০ K

সেলসিয়াস স্কেলে চূড়ান্ত তাপমাত্রা = (৬০০ - ২৭৩)°C = ৩২৭°C
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
সিক্ত ও শুষ্ক বাল্ব হাইগ্রোমিটারে থার্মোমিটার দুটির পাঠের পার্থক্য বায়ুর আর্দ্রতার ব্যস্তানুপাতিক।
বায়ু যত বেশি শুষ্ক হবে, সিক্ত বাল্ব থেকে পানি তত দ্রুত বাষ্পীভূত হবে এবং এর তাপমাত্রা তত বেশি হ্রাস পাবে। ফলে থার্মোমিটার দুটির পাঠের পার্থক্য বৃদ্ধি পাবে।
আমাদের দেশে শীতকালে বায়ু সবচেয়ে বেশি শুষ্ক থাকে (অর্থাৎ আপেক্ষিক আর্দ্রতা সর্বনিম্ন থাকে), তাই এই সময়ে পাঠের পার্থক্য সবচেয়ে বেশি হয়।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
আদর্শ গ্যাসের গতিতত্ত্বের মৌলিক স্বীকার্য অনুযায়ী, আদর্শ গ্যাসের অণুগুলোর মধ্যে কোনো আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল কাজ করে না।
যেহেতু অণুগুলোর মধ্যে কোনো আন্তঃআণবিক বল নেই, তাই এদের নিজেদের মধ্যে কোনো বিভবশক্তিও সঞ্চিত থাকে না। একটি আদর্শ গ্যাসের মোট অভ্যন্তরীণ শক্তি কেবল এর অণুগুলোর গতিশক্তির সমষ্টি। সুতরাং, বিভবশক্তি শূন্য।
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
আদর্শ গ্যাসের গতিতত্ত্ব অনুসারে, গ্যাসের চাপ (P) এবং একক আয়তনের অণুগুলোর মোট রৈখিক গতিশক্তির (E) মধ্যকার সম্পর্কটি হলো P = (2/3)E।
সমীকরণটিকে আড়াআড়ি গুণ করে এবং পক্ষান্তর করে সাজালে পাওয়া যায় E = (3/2)P।

এখানে প্রথম ৩০টি প্রশ্নের ব্যাখ্যা দেখতে পারবেন, বাকি সব প্রশ্নের সম্পূর্ণ ব্যাখ্যা পেতে এখনই অ্যাপ ইন্সটল করুন।

Install App
i
ব্যাখ্যা (Explanation):
আদর্শ গ্যাসের সমীকরণ PV = nRT হতে আমরা পাই, (P1V1) / T1 = (P2V2) / T2
আদি তাপমাত্রা, T1 = 20°C = (20 + 273) K = 293 K
ধরি, আদি চাপ = P1 এবং আদি আয়তন = V1
শর্তানুসারে, চাপ ও আয়তন উভয়ই দ্বিগুণ করা হয়েছে।
অর্থাৎ, চূড়ান্ত চাপ P2 = 2P1 এবং চূড়ান্ত আয়তন V2 = 2V1
মানগুলো সমীকরণে বসিয়ে পাই:
(P1V1) / 293 = (2P1 × 2V1) / T2
বা, 1 / 293 = 4 / T2
বা, T2 = 4 × 293 = 1172 K
সেলসিয়াস স্কেলে পরিবর্তিত তাপমাত্রা = (1172 - 273)°C = 899°C
সুতরাং, পরিবর্তিত তাপমাত্রা প্রায় 900°C এর সমান।
সঠিক উত্তর: 0 | ভুল উত্তর: 0