সৃজনশীলঃ ‘পলি 1 kg…’ ২০২৬ – তাপগতিবিদ্যা, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

যে প্রক্রিয়ায় সিস্টেম থেকে তাপ বাইরে যায় না বা বাইরে থেকে কোনো তাপ সিস্টেমে আসে না তাকে রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া বলে। এ প্রক্রিয়ায় কোনো গ্যাসকে হঠাৎ সংকুচিত করলে কিছু পরিমাণ তাপ উৎপন্ন হয়। যদি এ তাপ অপসারণ করা না হয় তবে গ্যাসের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। আবার কোনো গ্যাসকে হঠাৎ প্রসারিত হতে দিলে গ্যাসটি কিছু পরিমাণ তাপ হারায়। সেক্ষেত্রে বাইরে থেকে তাপ সরবরাহ হতে না দিলে গ্যাসের তাপমাত্রা হ্রাস পায়। অর্থাৎ এক্ষেত্রে গ্যাস তাপ গ্রহণ বা বর্জন না করলে তাপমাত্রা হ্রাস বৃদ্ধির কারণে গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তির হ্রাস বৃদ্ধি ঘটে। রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায়। তাপের আদান প্রদান ঘটে না বলে গ্যাসের অন্তঃস্থ শক্তি হ্রাস পায়।

30℃ তাপমাত্রার 1Kg পানিকে 100℃ তাপমাত্রার পানিতে পরিণত করতে গৃহীত তাপ,

Q1=ms∆θ

=1×4200×(100-30)

=294000J

100℃ তাপমাত্রার 1Kg পানিকে 100℃ তাপমাত্রার বাস্পে পরিণত করতে গৃহীত তাপ,

Q2=mlv

     =1×2.26×106

=2.26x106J

Q = Q1 + Q2 = 2.554 × 106J

পলির ক্ষেত্রে, 

-10℃ তাপমাত্রার 1Kgপানিকে 0℃ তাপমাত্রার বরফে পরিণত করতে এন্ত্রপির পরিবর্তন,

$\begin{array}{cc}{\mathrm{ds}}_1& =\mathrm{ms}\ln \frac{T_2}{T_1}\\ & =1\times 2100\times \ln \frac{273}{263}\\ & =78.37{\mathrm{Jk}}^{-1}\end{array}$

0℃ তাপমাত্রার 1Kg বরফকে 0℃ তাপমাত্রার পানিতে পরিণত করতে এন্ত্রপির পরিবর্তন,

$\begin{array}{cc}{\mathrm{ds}}_2& =\frac{mlf}{T}\\ & =\frac{1\times 3.36\times {10}^5}{273}\\ & =1230.77{\mathrm{Jk}}^{-1}\end{array}$

0℃ তাপমাত্রার 1Kgপানিকে 30℃ তাপমাত্রার পানিতে পরিণত করতে এন্ত্রপির পরিবর্তন,

$\begin{array}{cc}{\mathrm{ds}}_3& =\mathrm{ms}\ln \frac{T_2}{T_1}\\ & =1\times 4200\times \ln \frac{303}{273}\\ & =437.9{\mathrm{Jk}}^{-1}\end{array}$

মোট এন্ত্রপির পরিবর্তন,

$\begin{array}{cc}\mathrm{ds}& ={\mathrm{ds}}_1+{\mathrm{ds}}_2+{\mathrm{ds}}_3\\ & =78.37+1230.77+437.9{\mathrm{Jk}}^{-1}\\ & =1747.04{\mathrm{Jk}}^{-1}\end{array}$

কলির ক্ষেত্রে,

30℃ তাপমাত্রার 1Kgপানিকে 100℃ তাপমাত্রার পানিতে পরিণত করতে এন্ত্রপির পরিবর্তন,

$\begin{array}{cc}{\mathrm{ds}}_1& =\mathrm{ms}\ln \frac{T_2}{T_1}\\ & =1\times 4200\times \ln \frac{373}{303}\\ & =872.9{\mathrm{Jk}}^{-1}\end{array}$

100℃ তাপমাত্রার 1Kg পানিকে 100℃ তাপমাত্রার বাস্পে পরিণত করতে এন্ত্রপির পরিবর্তন,

$\begin{array}{cc}{\mathrm{ds}}_2& =\frac{mlv}{T}\\ & =\frac{1\times 2.26\times {10}^6}{373}\\ & =6058.98{\mathrm{Jk}}^{-1}\end{array}$

মোট এন্ত্রপির পরিবর্তন,

$\begin{array}{cc}\mathrm{ds}& ={\mathrm{ds}}_1+{\mathrm{ds}}_2\\ & =872.9+6058.98{\mathrm{Jk}}^{-1}\\ & =6931.88{\mathrm{Jk}}^{-1}\end{array}$

সুতারাং পলির ক্ষেত্রে এন্ট্রপির পরিবর্তন, $\Delta S_1=1856.08{\mathrm{JK}}^{-1}$ এবং কলির ক্ষেত্রে এন্ট্রপির পরিবর্তন $\Delta S_{2}6931.932{\mathrm{JK}}^{-1}$ । যেহেতু, $\Delta S_2>\Delta S_1$ সেহেতু কলির দাবি সঠিক ছিল না।