সৃজনশীলঃ ‘200 gm নাইট্রোজেন…’ যশোর বোর্ড ২০২২ – আদর্শ গ্যাস ও গ্যাসের গতিতত্ত্ব, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র (এইচএসসি)

আমরা জানি, নদী-নালা, খালবিল, সাগর-সমুদ্র জলাশয় ইত্যাদি হতে পানি সব সময় বাষ্পায়নের ফলে জলীয় বাষ্পে পরিণত হয় এবং বায়ুমণ্ডলে মিশে যায়। মেঘহীন রাত্রিতে ভূ-পৃষ্ঠ তাপ বিকিরণ করে ঠান্ডা হতে থাকে এবং পরিশেষে এমন একটি তাপমাত্রায় উপনীত হয় যখন বাতাস জলীয়বাষ্প দ্বারা সম্পৃক্ত হয় এবং জলীয় বাষ্প ঘনীভূত হয়ে শিশির জমে। কিন্তু আকাশ মেঘাচ্ছন্ন থাকলে ভূ-পৃষ্ঠ তাপ বিকিরণ করে ঠান্ডা হতে পারে না। কারণ মেঘে তাপরোধী পদার্থ বলে ভূ-পৃষ্ঠ হতে বিকিরণজনিত কারণে তাপ পরিবাহিত হতে পারে না। ফলে ভূপৃষ্ঠ ঠান্ডা হয় না। এবং শিশির জমে না।

এখানে, নাইট্রোজেনের ভর, m=200 g=0.2 kg

নাইট্রোজেনের গ্রাম আণবিক ভর, $M=28g{\mathrm{mol}}^{-1}$

$=28\times {10}^{-3}\mathrm{kg}{\mathrm{mol}}^{-1}$

$N_2$ গ্যাসের স্বাধীনতার মাত্রা, $f=5$

গ্যাস ধ্রুবক, $R=8.314J{\mathrm{mol}}^{-1}{K}^{-1}$

তাপমাত্রা, $T={30}^{\circ }C=(30+273)K=303K$

মোট শক্তি, $E=$ ?

আমরা জানি, $E=\frac{f}{2}\mathrm{nRT}=\frac{5}{2}\times \frac{m}{M}\mathrm{RT}$

$=\frac{5}{2}\times \frac{0.2}{28\times {10}^{-3}}\times 8.314\times 303=44984.68J$

অতএব সমুদ্র পৃষ্ঠে নাইট্রোজেনের মোট শক্তি 44984.68 J

এখানে, সমুদ্র পৃষ্ঠের চাপ, $P_1={10}^5{\mathrm{Nm}}^{-2}$

সমুদ্র পৃষ্ঠের তাপমাত্রা, $T_1={30}^{\circ }C=(30+273)K=303K$

পানির ঘনত্ব, $\rho =1000\mathrm{kg}{m}^{-3}$; অভিকর্ষজ ত্বরণ, $g=9.8m{s}^{-2}$

ধরি, সমুদ্র পৃষ্ঠে বেলুনের আয়তন, $V_1=V$

সমুদ্রের গভীরতায় আয়তন, $V_2=\frac{V}{2}$

সমুদ্রের গভীরতায় তাপমাত্রা, $T_2={15}^{\circ }C=(15+273)K=288K$

সমুদ্রের গভীরতা, $h=$ ?

সমুদ্দের গভীরতায় চাপ, $P_2=P_1+P=P_1+h\rho g$

আমরা জানি, $\frac{P_1{V}_1}{T_1}=\frac{P_2{V}_2}{T_2}$

বা, $\frac{P_1\times V}{T_1}=\frac{(P_1+h\rho g)\times V}{T_2\times 2}$

বা, $\frac{P_1}{303}=\frac{(P_1+h\rho g)}{288\times 2}=\frac{P_1+h\rho g}{576}$

বা, $303P_1+303\mathrm{hpg}=576P_1$

বা, $303\mathrm{hpg}=576P_1-303P_1=273P_1$

বা, $h=\frac{273P_1}{303\rho g}=\frac{273\times {10}^5}{303\times 1000\times 9.8}$

$\therefore h=9.1938m$ (প্রায়)

অতএব, তাপমাত্রার পরিবর্তন বিবেচনায় সমুদ্রের গভীরতা 9.1938 m.