তাপ ও তাপমাত্রার পার্থক্য (একক ও উদাহরণ)

অনুশীলনের প্রশ্ন

1. ১

   তাপের SI একক কোনটি?

   1. ক

      কেলভিন (K)

   2. খ

      ওয়াট (W)

   3. গ

      ডিগ্রি সেলসিয়াস (°C)

   4. ঘ

      জুল (J)

   উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর:

   ঘ) জুল (J)

   1. তাপ এক প্রকার শক্তি। শক্তির SI একক জুল (J), তাই তাপের SI এককও জুল (J)।
2. ২

   এই পরীক্ষার ভিত্তিতে— i. $A$-এর আপেক্ষিক তাপ $B$-এর আপেক্ষিক তাপের অর্ধেক। ii. $A$-এর তাপ ধারণ ক্ষমতা $B$-এর তাপ ধারণ ক্ষমতার দ্বিগুণ। iii. একই পরিমাণ তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য $B$-এর প্রয়োজনীয় তাপ $A$-এর দ্বিগুণ। নিচের কোনটি সঠিক?

   1. ক

      i ও ii

   2. খ

      ii ও iii

   3. গ

      i, ii ও iii

   4. ঘ

      i ও iii

   উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর:

   ঘ) i ও iii

   1. সমান তাপ ও সমান ভরের ক্ষেত্রে আপেক্ষিক তাপ তাপমাত্রা বৃদ্ধির ব্যস্তানুপাতিক। তাই i সঠিক।

   $$\frac{c_A}{c_B}=\frac{\Delta T_B}{\Delta T_A}=\frac{10}{20}=\frac{1}{2}$$

   2. তাপ ধারণ ক্ষমতা ভর ও আপেক্ষিক তাপের গুণফল। তাই $A$-এর তাপ ধারণ ক্ষমতা $B$-এর অর্ধেক; ii ভুল।

   $$\frac{C_A}{C_B}=\frac{mc_A}{mc_B}=\frac{1}{2}$$

   3. একই তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য প্রয়োজনীয় তাপ তাপ ধারণ ক্ষমতার সমানুপাতিক। তাই $B$-এর দ্বিগুণ তাপ প্রয়োজন; iii সঠিক।

   $$\frac{Q_B}{Q_A}=\frac{C_B\Delta T}{C_A\Delta T}=2$$
3. ৩

   শীতের সকালে গোসল করার জন্য একটি অন্তরক প্লাস্টিকের বালতিতে ২০°C তাপমাত্রার ৩ kg স্বাভাবিক পানির সাথে ৮০°C তাপমাত্রার ২ kg গরম পানি মেশানো হলো। পারিপার্শ্বিকে কোনো তাপ নষ্ট না হলে মিশ্রণের চূড়ান্ত ভারসাম্য তাপমাত্রা কত °C হবে? (পানির আপেক্ষিক তাপ ৪২০০ J/(kg·K))

   উত্তর ও ব্যাখ্যা

   সঠিক উত্তর:

   ৪৪ °C

   1. ক্যালরিমিতির মূলনীতি অনুসারে, বর্জিত তাপ = গৃহীত তাপ (m₂ s (T₂ − θ) = m₁ s (θ − T₁))।

   $$m_2 s (T_2 - \theta) = m_1 s (\theta - T_1)$$

   2. উভয় পক্ষ থেকে পানির আপেক্ষিক তাপ s বাদ দিয়ে পাই, m₂ (T₂ − θ) = m₁ (θ − T₁)। এখানে m₁ = ৩ kg, T₁ = ২০°C, m₂ = ২ kg, T₂ = ৮০°C।
   3. মান বসিয়ে পাই, ২ × (৮০ − θ) = ৩ × (θ − ২০) ⇒ ১৬০ − ২θ = ৩θ − ৬০ ⇒ ৫θ = ২২০ ⇒ θ = ৪৪°C।

   $$2(80 - \theta) = 3(\theta - 20) \implies 160 - 2\theta = 3\theta - 60 \implies 5\theta = 220 \implies \theta = 44^\circ\text{C}$$