পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর যে তাপীয় অবস্থা নির্ধারণ করে কোনো বস্তু অন্য বস্তুর সংস্পর্শে এলে তাপ দেবে নাকি তাপ নেবে, তাকে তাপমাত্রা বলে। অন্যভাবে, তাপমাত্রা হলো বস্তুর অণুগুলোর গড় গতিশক্তির পরিমাপ।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর তাপের প্রবাহ কোনো বস্তুতে তাপের পরিমাণের ওপর নির্ভর করে না, এটি নির্ভর করে তাপমাত্রার ওপর। দুটি ভিন্ন তাপমাত্রার বস্তু পরস্পরের সংস্পর্শে এলে সবসময় বেশি তাপমাত্রার বস্তু থেকে কম তাপমাত্রার বস্তুতে তাপ প্রবাহিত হয়। গরম আলপিনের তাপমাত্রা পানির চেয়ে বেশি, যদিও এতে তাপশক্তি অনেক কম। তাই আলপিন থেকে পানিতে তাপ যায় এবং দুটির তাপমাত্রা সমান না হওয়া পর্যন্ত এটি চলতে থাকে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর দেওয়া আছে, বিস্কুটের শক্তি $= 210\ \mathrm{kcal} = 210 \times 1000\ \mathrm{cal} = 2.1 \times 10^5\ \mathrm{cal}$। আমরা জানি, $1\ \mathrm{cal} = 4.2\ \mathrm{J}$। সুতরাং শক্তি $= 2.1 \times 10^5 \times 4.2\ \mathrm{J} = 8.82 \times 10^5\ \mathrm{J}$। অতএব, বিস্কুট থেকে প্রাপ্ত শক্তি $8.82 \times 10^5\ \mathrm{J}$ বা $882000\ \mathrm{J}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর পাতিলে পানির পরিমাণ বেশি ($5$ লিটার), তাই এতে মোট তাপশক্তি কাপের চায়ের ($100\ \mathrm{mL}$) চেয়ে অনেক বেশি। কিন্তু তাপ প্রবাহের দিক তাপের পরিমাণ নয়, তাপমাত্রা ঠিক করে। দুটি পানির পাত্র নল দিয়ে যুক্ত করলে যেমন পানির পরিমাণ নয়, বরং পৃষ্ঠের উচ্চতা ঠিক করে কোন পাত্র থেকে কোনটিতে পানি যাবে, তেমনি এখানে তাপশক্তি পানির পরিমাণের এবং তাপমাত্রা পানির পৃষ্ঠের উচ্চতার মতো। কাপের চায়ের তাপমাত্রা $70^{\circ}\mathrm{C}$, যা পাতিলের পানির তাপমাত্রা $35^{\circ}\mathrm{C}$ এর চেয়ে বেশি। অর্থাৎ কাপের চা-এর 'উচ্চতা' বেশি। তাই কাপ থেকে পাতিলের পানিতে তাপ প্রবাহিত হবে, উল্টো দিকে নয়। এভাবে কাপের চায়ের তাপমাত্রা কমবে এবং পাতিলের পানির তাপমাত্রা সামান্য বাড়বে। যখন দুটির তাপমাত্রা সমান হয়ে যাবে (তাপীয় সাম্যাবস্থা), তখন তাপ প্রবাহ বন্ধ হবে। পাতিলের পানির পরিমাণ অনেক বেশি বলে চূড়ান্ত তাপমাত্রা $35^{\circ}\mathrm{C}$ এর খুব কাছাকাছি থাকবে।