পদার্থ বিজ্ঞান • পদার্থের অবস্থা ও চাপ

পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন

একজন ডুবুরি সমুদ্রের 45 m45\ \mathrm{m} গভীরে নেমে কাজ করছেন। সমুদ্রের পানির ঘনত্ব 1030 kg/m31030\ \mathrm{kg/m}^3 এবং সমুদ্রপৃষ্ঠে বায়ুমণ্ডলের চাপ 1.0×105 Pa1.0 \times 10^5\ \mathrm{Pa}। অন্য একদিন তিনি পাহাড়ি অঞ্চলের একটি হ্রদে 50 m50\ \mathrm{m} গভীরে নামেন, যেখানে পানির ঘনত্ব 1000 kg/m31000\ \mathrm{kg/m}^3 এবং পানির পৃষ্ঠে বায়ুমণ্ডলের চাপ 0.9×105 Pa0.9 \times 10^5\ \mathrm{Pa}। [g=9.8 ms−2][g = 9.8\ \mathrm{ms}^{-2}]

  1. ক)

    hh গভীরতায় ρ\rho ঘনত্বের তরলের ভেতরে চাপের রাশিমালাটি লেখো।

    (1)
  2. খ)

    বাঁধের নিচের অংশ উপরের অংশের চেয়ে বেশি চওড়া করে তৈরি করা হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।

    (2)
  3. গ)

    সমুদ্রের 45 m45\ \mathrm{m} গভীরে ডুবুরির উপর মোট চাপ কত?

    (3)
  4. ঘ)

    ডুবুরি কোন স্থানে বেশি চাপ অনুভব করবেন? উভয় স্থানের চাপের পার্থক্যসহ গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করো।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর hh গভীরতায় ρ\rho ঘনত্বের তরলের ভেতরে চাপ, P=hρgP = h\rho g, যেখানে gg হলো অভিকর্ষজ ত্বরণ।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর তরলের ভেতরে চাপ P=hρgP = h\rho g, অর্থাৎ গভীরতা বাড়লে চাপ সমান হারে বাড়ে। বাঁধে আটকে থাকা পানির গভীরতা নিচের দিকে বেশি, তাই নিচের অংশে পানির চাপও বেশি পড়ে। এই অধিক চাপ সহ্য করার জন্য বাঁধের নিচের অংশ বেশি চওড়া ও মজবুত করে তৈরি করা হয়। না হলে বাঁধ ভেঙে যাওয়ার ঝুঁকি থাকে।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর দেওয়া আছে, h=45 mh = 45\ \mathrm{m}, ρ=1030 kg/m3\rho = 1030\ \mathrm{kg/m}^3, P0=1.0×105 PaP_0 = 1.0 \times 10^5\ \mathrm{Pa}, g=9.8 ms−2g = 9.8\ \mathrm{ms}^{-2}।
    পানির চাপ, hρg=45×1030×9.8=454230 Pah\rho g = 45 \times 1030 \times 9.8 = 454230\ \mathrm{Pa}
    মোট চাপ, P=P0+hρg=100000+454230=554230 PaP = P_0 + h\rho g = 100000 + 454230 = 554230\ \mathrm{Pa}
    অতএব, মোট চাপ প্রায় 5.54×105 Pa5.54 \times 10^5\ \mathrm{Pa}।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর সমুদ্রে ডুবুরির উপর মোট চাপ, P1=5.54×105 PaP_1 = 5.54 \times 10^5\ \mathrm{Pa} (পূর্বে নির্ণীত)।
    হ্রদে 50 m50\ \mathrm{m} গভীরতায়:
    পানির চাপ, h2ρ2g=50×1000×9.8=490000 Pah_2\rho_2 g = 50 \times 1000 \times 9.8 = 490000\ \mathrm{Pa}
    মোট চাপ, P2=0.9×105+490000=90000+490000=580000 Pa=5.8×105 PaP_2 = 0.9 \times 10^5 + 490000 = 90000 + 490000 = 580000\ \mathrm{Pa} = 5.8 \times 10^5\ \mathrm{Pa}
    চাপের পার্থক্য, P2−P1=580000−554230=25770 Pa≈2.58×104 PaP_2 - P_1 = 580000 - 554230 = 25770\ \mathrm{Pa} \approx 2.58 \times 10^4\ \mathrm{Pa}
    সমুদ্রের পানির ঘনত্ব বেশি এবং পৃষ্ঠের বায়ুচাপও বেশি হলেও হ্রদের গভীরতা 5 m5\ \mathrm{m} বেশি হওয়ায় চাপ বেশি। অর্থাৎ তরলের চাপ ঘনত্ব ও গভীরতা উভয়ের উপর নির্ভর করে।
    সিদ্ধান্ত: ডুবুরি হ্রদের 50 m50\ \mathrm{m} গভীরতায় সমুদ্রের 45 m45\ \mathrm{m} গভীরতার তুলনায় প্রায় 2.58×104 Pa2.58 \times 10^4\ \mathrm{Pa} বেশি চাপ অনুভব করবেন।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো