সৃজনশীলঃ ‘দৃশ্যকল্প-০১:27∘C তাপমাত্রায় ও…’ জালালাবাদ ক্যান্টনমেন্ট পাবলিক স্কুল এন্ড কলেজ ২০২৬ – তাপগতিবিদ্যা, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

বিজ্ঞানী ক্লসিয়াসের মতে, কোনো সিস্টেমে তাপশক্তি অন্য কোনো শক্তিতে রূপান্তরিত হলে বা অন্য কোনো শক্তি তাপশক্তিতে রূপান্তরিত হলে সিস্টেমের মোট শক্তির পরিমাণ একই থাকে। অর্থাৎ তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রটি শক্তির নিত্যতা সূত্রের একটি বিশেষ রূপ। যখনই কোনো সিস্টেমে তাপ প্রয়োগ করা হয়, তখন তার কিছু অংশ বস্তুর অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি করে এবং বাকি অংশ পরিবেশের উপর বাহ্যিক কার্য সম্পাদন করে। অর্থাৎ কোনো সিস্টেমে △Q তাপ প্রয়োগে অভ্যন্তরীণ শক্তি $\Delta U$ এবং বহিস্থ কাজ $\Delta W$ সম্পন্ন হলে, $\Delta Q=\Delta U+\Delta W$.

এখানে, প্রাথমিক তাপমাত্রা,

$T_1={27}^{\circ }C=300K$

প্রাথমিক আয়তন ।$=V_{\text{। }}$
চূড়ান্ত আয়তন, $V_2=\frac{V_1}{3}$
চূড়ান্ত তাপমাত্রা, $T_2=$ ?

$\gamma =1.41$

আমরা জানি,

$T_1{V}_1^{\gamma -1}=T_2{V}_1^{\gamma -1}$

বা, $T_2={\left(\frac{V_1}{V_2}\right)}^{\gamma -1}\times T_1$

$\begin{array}{cc}& ={\left(\frac{V_1}{V_1}\right)}^{\gamma -1}\times T_1\\ & =3^{1.41-1}\times 300\\ & =470.7K={197.7}^{\circ }C\end{array}$

অতএব, দৃশ্যকল্প-০১ এ বর্ণিত গ্যাসের চূড়ান্ত তাপমাত্রা 197.7° C

প্রথম ধাপ:

এখানে, পানির ভর, m=200 gm=0.2 kg
প্রাথমিক তাপমাত্রা, $T_1=0^{\circ }C=273K$
বরফ গলনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ, $L_f=3.36\times {10}^5{\mathrm{Jkg}}^{-1}$ 
∴ বরফ গলনে এন্ট্রপির পরিবর্তন,

$\Delta s_1=\frac{{\mathrm{mL}}_f}{T_1}=\frac{0.2\times 3.36\times {10}^5}{273}=246.15{\mathrm{JK}}^{-1}$

পরবর্তী ধাপ:

পানির ভর, m = $200\mathrm{gm}=0.2\mathrm{kg}$
প্রাথমিক তাপমাত্রা, $T_2=0^{\circ }C=273K$
চূড়ান্ত তাপমাত্রা, $T_3={100}^{\circ }C=373K$
পানির আপেক্ষিপ তাপ, $S=4200{\mathrm{Jkg}}^{-1}{K}^{-1}$
∴ পরবর্তী ধাপে এন্ট্রপির পরিবর্তন,

$\Delta s_2=\mathrm{mS}\ln \left(\frac{T_3}{T_2}\right)=0.2\times 4200\times \ln \left(\frac{373}{273}\right)$
$=262.17{\mathrm{Jkg}}^{-1}{K}^{-1}$

এখানে, $\Delta s_1\ne \Delta s_2$

অতএব, দৃশ্যকল্প-০২ এ বর্ণিত প্রক্রিয়ার উভয় ধাপে এন্ট্রপির পরিবর্তন সমান হবে না।