সৃজনশীলঃ ‘চিত্র-১ ও চিত্র-২…’ কুমিল্লা বোর্ড ২০২৫ – তাপগতিবিদ্যা, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

ডায়োডে ব্রেকডাউন ঘটে যখন ডায়োডের বিমুখী ঝোঁকে উচ্চ ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় এবং সেই ভোল্টেজ ডায়োডের সহনক্ষমতার চেয়ে বেশি হয়ে যায়। তখন ডোয়োডে হঠাৎ করে অনেক বেশি কারেন্ট প্রবাহিত হতে শুরু হয়। এই অবস্থাকে ব্রেকডাউন বলা হয়। সাধারণত এটি জেনার ক্রিয়া নামে পরিচিত। এই অবস্থায় যদি সুরক্ষা না নেওয়া হয়, তবে ডায়োড নষ্ট হয়ে যেতে পারে।

চিত্র-১ হতে, A বিন্দুতে আয়তন, $V_1=2\times {10}^{-3}{m}^3$
$B$ বিন্দুতে আয়তন, $V_2=4\times {10}^{-3}{m}^3$
মোল সংখ্যা, $n=1$ mole
সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক, $R=8.314J{\mathrm{mole}}^{-1}{K}^{-1}$

AB সমোষ্ণ প্রক্রিয়া:

∴ উৎস হতে গৃহীত তাপ, $Q_1=W_{\mathrm{AB}}={\mathrm{nRT}}_1\ln \left(\frac{V_2}{V_1}\right)$

∴ এন্ট্রপির পরিবর্তন,

$\begin{array}{cc}\Delta S_{AB}& =\frac{Q_1}{T_1}=nR\ln \left(\frac{V_2}{V_1}\right)\\ & =1\times 8.314\times \ln \left(\frac{4\times {10}^{-3}}{2\times {10}^{-3}}\right)\\ & =5.763{\mathrm{JK}}^{-1}\end{array}$

অতএব, উদ্দীপকের চিত্র-১ অনুসারে গ্যাসকে A থেকে B অবস্থানে নিলে এন্ট্রপির পরিবর্তন $5.763{\mathrm{JK}}^{-1}$

উদ্দীপক হতে, B বিন্দুতে আয়তন, $V_2=4\times {10}^{-3}{m}^3$ 

C বিন্দুতে আয়তন, $V_3=13.258\times {10}^{-3}{m}^3$.
তাপ উৎসের তাপমাত্রা, $T_1={50}^{\circ }C=(273+50)K=323K$ দ্বিপারমাণবিক গ্যাসের জন্য, $\gamma =1.4$

CD পথের তাপমাত্রা $T_2$ হলে,

$T_2{V}_3^{\gamma -1}=T_1{V}_2^{\gamma -1}$

বা, $T_2={\left(\frac{V_2}{V_3}\right)}^{\gamma -1}\times T_1$

$={\left(\frac{4\times {10}^{-3}}{13.258\times {10}^{-3}}\right)}^{1.4-1}\times 323=200K$

∴ চিত্র-১. এর ইঞ্জিনের দক্ষতা,

$\begin{array}{cc}{\eta }_1& =(1-\frac{T_2}{T_1})\times 100\%\\ & =(1-\frac{200}{323})\times 100\%=38.08\%\end{array}$

আবার, চিত্র-২ অনুসারে,

তাপ উৎসের তাপমাত্রা, $T_1={80}^{\circ }C=(273+80)K=353K$

তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা, $T_2=200K$

∴ চিত্র-২. এর ইঞ্জিনের দক্ষতা,

$\begin{array}{cc}{\eta }_2& =(1-\frac{T_2}{T_1})\times 100\%\\ & =(1-\frac{200}{353})\times 100\%=43.34\%\end{array}$

যেহেতু, ${\eta }_2>{\eta }_1$, তাই বলা যায়, চিত্র-২ এর ইঞ্জিনটি বেশি কার্যকর।