সৃজনশীলঃ ‘সিয়াম 1 kg…’ যশোর বোর্ড ২০২২ – তাপগতিবিদ্যা, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় সিস্টেম থেকে কোন তাপ বাইরে যায় না আবার ভিতরেও ঢুকতে পারে না। যখন সিস্টেম প্রসারিত হয় তখন প্রসারণ জনিত কাজের জন্য যে শক্তি লাগে সেটা সিস্টেমের ভিতর থেকেই ব্যয় হয়। সিস্টেমের তাপ শক্তি মূলত ব্যয় হয়।যেহেতু তাপ ভিতরে যেতে পারে না, আবার কাজের জন্য তাপ ব্যয় হচ্ছে ফলে সিস্টেমের তাপ কমে যায় এবং সিস্টেম শীতল হয়ে যায়।

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=ml_v

     =1×2.26×10⁶

=2.26x10⁶J

Q = Q₁ + Q₂ = 2.554 × 10⁶J

সিয়ামের 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,

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

সামির 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,

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

সিয়ামের এন্ত্রপির পরিমান কম।সুতরাং সিয়ামের দাবি সঠিক।