সৃজনশীলঃ ‘উপরের P -…’ বরিশাল বোর্ড ২০২৩ – তাপগতিবিদ্যা, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় অভ্যন্তরীণ শক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না কারণ নিম্নে ব্যাখ্যা করা হলঃ

যে প্রক্রিয়ায় কোনো সিস্টেমের চাপ ও আয়তন পরিবর্তন হয় কিন্তু তাপমাত্রা স্থির থাকে তাকে সমোষ্ণ প্রক্রিয়া বলে। সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির থাকে বলে সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ কোনো পরিবর্তন হয় না, অর্থাৎ ∆U = 0। এ কারণে সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় অভ্যন্তরীণ শক্তির কোনো পরিবর্তন ঘটে না। 

  দেওয়া আছে,

     উৎসের তাপমাত্রা, T₁ = 500°C=773K

     গ্রাহকের তাপমাত্রা, T₂= 200°C = 473K

     গ্রাহকের তাপ, Q₂ = 600J

     উৎসের তাপ, Q₁ =?

  আমরা জানি, 

$\begin{array}{cc}& \frac{Q_2}{Q_1}=\frac{T_2}{T_1}\\ & \Rightarrow Q_1\times T_2=Q_2\times T_1\\ & \Rightarrow Q_1=\frac{Q_2\times T_1}{T_2}\\ & \Rightarrow Q_1=\frac{600\times 773}{473}\\ & =980.549J\\ & \end{array}$

  এখন,

     AB অংশে এনট্রপির পরিবর্তন, 

$\begin{array}{cc}\mathrm{ds}& =\frac{Q_1}{T_1}\\ & =\frac{980.5497J}{773K}\\ & =1.2685J\end{array}$

অর্থাৎ, সমোষ্ণ প্রসারণে এনট্রপির পরিবর্তন 1.2685 J

(Answer)

  দেওয়া আছে,

     উৎসের তাপমাত্রা, T₁ = 500°C = 773 K

     গ্রাহকের তাপমাত্রা, T₂ = 200°C = 473 K

     কর্মদক্ষতা η =? 

  আমরা জানি, 

$\begin{array}{cc}\eta & =(1-\frac{T_2}{T_1})\times 100\%\\ \Rightarrow \eta & =(1-\frac{473}{773})\times 100\%\\ & =38.81\%\end{array}$

কর্মদক্ষতা 1.5 গুণ করলে পরবর্তী কর্মদক্ষতা, 

       η` = 38.81% × 1.5

        = 58.215%  

        = 0.58215

 ধরি,

  পরবর্তী তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা T₂`

  এখন, 

$\begin{array}{c}{\eta }^{\prime }=(1-\frac{T_2{}^{\circ }}{T_1})\\ \Rightarrow 0.58215=1-\frac{T_2{}^{\circ }}{T_1}\\ \Rightarrow T_2=322.9981K\\ ={49.998}^{\circ }C\end{array}$

অর্থাৎ, উৎসের তাপমাত্রা ঠিক রেখে গ্রাহকের তাপমাত্রা 49.998°C হলে ইঞ্জিনের দক্ষতা 1.5 গুণ হবে।

(Answer)