পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে আয়তন পীড়ন (চাপ) ও আয়তন বিকৃতির অনুপাতকে আয়তন গুণাঙ্ক বা বাল্ক মডুলাস বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর আবদ্ধ পাত্রে গ্যাসের অণুগুলো ছোটাছুটি করে পাত্রের দেয়ালে আঘাত করে। তাপ দিলে অণুগুলোর গতিশক্তি বেড়ে যায়, ফলে সেগুলো আরও জোরে দেয়ালে আঘাত করে। এতে প্রতিটি আঘাতে ভরবেগের পরিবর্তন বেশি হয় এবং দেয়ালে মোট বল বাড়ে। তাই গ্যাসের চাপ বেড়ে যায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর দেওয়া আছে, প্রাথমিক আয়তন $V_0 = 600\,\mathrm{cm^{3}}$, চাপ $P = 3\times10^{4}\,\mathrm{Pa}$, আয়তন গুণাঙ্ক $B = 1.5\times10^{5}\,\mathrm{Pa}$।

   $P = B\times\frac{\Delta V}{V_0}$ থেকে আয়তন বিকৃতি $\frac{\Delta V}{V_0} = \frac{P}{B} = \frac{3\times10^{4}}{1.5\times10^{5}} = 0.2$

   $\therefore \Delta V = 0.2\times600 = 120\,\mathrm{cm^{3}}$

   আয়তন কমে হবে $V = 600 - 120 = 480\,\mathrm{cm^{3}}$।

   অতএব, গ্যাসের আয়তন হবে $480\,\mathrm{cm^{3}}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর আণবিক গতিতত্ত্ব অনুযায়ী গ্যাসের অণুগুলো মুক্তভাবে ছোটাছুটি করে এবং আবদ্ধ জায়গার দেয়ালে প্রতিনিয়ত আঘাত করে প্রতিফলিত হয়। অণুর ভরবেগ বদলায় বলে অণু দেয়ালে বল প্রয়োগ করে এবং নিউটনের তৃতীয় সূত্র অনুযায়ী দেয়ালও পাল্টা বল দেয়। অসংখ্য অণুর সম্মিলিত বলই গ্যাসের চাপ।

   বন্ধ পাত্রের ক্ষেত্রে: আগুনের পাশে রাখলে গ্যাস তাপ পায়, অণুগুলোর গতিশক্তি বেড়ে যায়। অণুগুলো আরও বেশি বেগে ও জোরে দেয়ালে আঘাত করে। ফলে দেয়ালে মোট বল বাড়ে এবং চাপ বেড়ে যায়।

   বেলুনের ক্ষেত্রে: বেলুনের ভেতরের গ্যাসের অণুগুলো দেয়ালের সবদিকে চাপ দিচ্ছে। সুই ঢুকালে ফুটো তৈরি হয়, ফুটোর জায়গায় দেয়াল না থাকায় অণুগুলো আঘাত করে পাল্টা বল না পেয়ে সেদিক দিয়ে বেরিয়ে যায়। স্কচটেপ লাগানো থাকায় বেলুনের দেয়াল ছিঁড়ে ছড়িয়ে পড়ে না, তাই বেলুন ফাটে না, শুধু ফুটো দিয়ে বাতাস বের হয়।

   অতএব, উভয় ঘটনাই গ্যাসের অণুর গতি ও দেয়ালে তাদের আঘাত দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায়।