সূত্র: Physics 2nd Paper তাপগতিবিদ্যাPhysics 2nd Paperতাপগতিবিদ্যাভর্তি পরীক্ষাKUET '24-25
সমাধানসহ বহুনির্বাচনী প্রশ্ন
10°C তাপমাত্রার 5 kg পানিকে 100°C তাপমাত্রায় উত্তীর্ণ করতে এনট্রপির পরিবর্তন নির্ণয় কর। (পানির আপেক্ষিক তাপ = $4.2\times10^{3}J/(kg-K)$ )
✓সঠিক উত্তর: ঘ. $5.8\times10^{3}J/K$Physics 2nd Paper · তাপগতিবিদ্যা
অপশন
- ক$3.5\times10^{3}J/K$✓ সঠিক উত্তর
- খ$4.5\times10^{3}J/K$✓ সঠিক উত্তর
- গ$5\times10^{3}J/K$✓ সঠিক উত্তর
- ঘ$5.8\times10^{3}J/K$✓ সঠিক উত্তর
✓
সঠিক উত্তর: ঘ. $5.8\times10^{3}J/K$
ব্যাখ্যা
পানিকে 10°C থেকে 100°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করতে প্রয়োজনীয় তাপের পরিমাণ হলো $Q = mc\Delta T$ , যেখানে $m = 5$ kg, $c = 4.2\times10^3$ J/(kg-K), এবং $\Delta T = 100°C - 10°C = 90°C = 90$ K।
সুতরাং, $Q = 5 \times 4.2\times10^3 \times 90 = 1890\times10^3$ J।
এনট্রপির পরিবর্তন $\Delta S = Q/T$ যেখানে $T$ হলো গড় তাপমাত্রা। এখানে গড় তাপমাত্রা হলো $(10+100)/2 = 55°C = 55+273 = 328$ K।
তাহলে, $\Delta S = (1890\times10^3)/328 \approx 5762$ J/K।
অন্যভাবে, এনট্রপির পরিবর্তন $\Delta S = mc \ln(T_2/T_1)$ । এখানে $T_1 = 10°C = 283$ K এবং $T_2 = 100°C = 373$ K।
$\Delta S = 5 \times 4.2\times10^3 \times \ln(373/283) = 21\times10^3 \times \ln(1.318) \approx 21\times10^3 \times 0.2759 \approx 5794$ J/K।
অপশনগুলোর মধ্যে $5.8\times10^{3}J/K$ এই মানের সবচেয়ে কাছাকাছি।